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Anlagengröße

 

2017 wurden in Deutschland insgesamt 155 verschiedene Anlagentypen und Konfigurationen mit unterschiedlichen Leistungen, Rotordurchmessern und Nabenhöhen errichtet. Sowohl in Bezug auf die Leistung als auch hinsichtlich des Rotordurchmessers und der Nabenhöhe, findet eine Anpassung der verwendeten Anlagentypen an standortspezifische Bedingungen statt.

 

Die folgende Abbildung  zeigt, dass die Rotordurchmesser der 2017 zugebauten Anlagen im Bereich von 48 - 180 Meter mit einem Mittelwert von 113 Meter liegen. Wie der Boxplot zeigt, wurden trotz dieser großen Spannbreite 50 Prozent der WEA mit einem Rotordurchmesser im engen Band von 112 Meter bis 122 Meter errichtet. Der maximale Rotordurchmesser, der für den Onshore-Markt konzipierten Anlagen, ist in 2017 um 11 Meter auf 142 Meter gestiegen und wird nun von einer Siemens SWT-3.15-142 gehalten. Der bereits genannte Prototyp der Offshore-WEA Adwen AD 8 erreicht sogar 180 Meter Rotordurchmesser. Bei den zurückgebauten WEA lag der mittlere Rotordurchmesser in 2017 im Vergleich bei 62 Meter.

 

 

 

Boxplots von Rotordurchmesser, Nabenhöhe, Nennleistung und spezifischer Nennleistung der im Jahr 2017 installierten WEA

 

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

 

Die dargestellten technischen Eigenschaften kamen 2017 in der Praxis in vielfältigen Kombinationen als diverse Anlagentypen zum Einsatz, siehe auch folgenden Abbildungen. Prägnantes Beispiel sind WEA vom Typ Enercon E82 mit einer Leistung von 2,3 MW, welche sowohl mit Nabenhöhen von nur 58,6 Meter als auch mit Nabenhöhen von bis zu 142,5 Meter errichtet wurden.

 

 

 

 

Nennleistung nach Rotordurchmesser verschiedener Anlagentypen

Datenquelle: [Keiler und Häuser], [BNetzA]

 

 

 

Mit steigender Höhe nimmt die Windgeschwindigkeit je nach Standort erheblich zu. Da die im Wind enthaltene Leistung proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit ist, hat die Nabenhöhe maßgeblichen Einfluss auf den Ertrag der WEA. 2017 lag die Nabenhöhe der errichteten WEA zwischen 50 und 178 Meter. Die höchste in 2017 errichtete WEA war eine Anlage vom Typ Vestas V126 mit einer Nabenhöhe von 166 Meter. Übertroffen wurde dieser Wert nur von den WEA in Gaildorf, welche durch die Kombination mit einem Pumpspeicher sogar 178 Meter Nabenhöhe erreichen. Je nach Betrachtungsweise ist die maximale Nabenhöhe gegenüber 2016 somit um 2 Meter bzw. 14 Meter gestiegen. Die maximale Gesamthöhe einer WEA bis zur Flügelspitze ist mit rund 230 Meter stabil geblieben, der Sonderfall in Gaildorf erreicht allerdings 246,5 Meter. Im Mittel hatten die neu errichteten WEA eine Nabenhöhe von 128 Meter, dabei lagen 50 Prozent der WEA zwischen 119 und 141 Meter. Gleichzeitig resultieren die an bestimmten Standorten existierenden Höhenbeschränkungen in den teilweise niedrigen Nabenhöhen neu errichteter WEA.

 

 

 

 

 

Nennleistung nach Nabenhöhe verschiedener Anlagentypen und Konfigurationen

Datenquelle: [Keiler und Häuser], [BNetzA]

 

 

 

Wird die Nabenhöhe in Bezug zur jeweiligen DIBt-Windzone des Standorts gesetzt (siehe folgende Abbildung), zeigt sich, dass sich der Zubau von WEA mit kleiner Nabenhöhe weitgehend auf die Windzonen III und IV beschränkt. In den Windzonen I und II sind hauptsächlich große Nabenhöhen zu finden. Da an der Küste schon in geringeren Höhen starke Windgeschwindigkeiten vorherrschen, können die Anlagen dort bereits mit niedrigeren Nabenhöhen einen hohen Ertrag erzielen. Durch eine höhere Oberflächenrauigkeit werden im Mittelgebirge gute Windgeschwindigkeiten erst in größeren Höhen erreicht.

 

 

 

Anteile der verschiedenen Nabenhöhen am Zubau und den DIBt-Windzonen

Datenquelle: [BNetzA], [DIBt]

 

 

 

Einhergehend mit dem Trend zu größeren Dimensionen steigt auch die durchschnittliche Anlagenleistung kontinuierlich an. Mit rund 2,98 MW wuchs die durchschnittliche Leistung der 2017 errichteten WEA ggü. 2016 um 4,5 Prozent. Die 2017 errichteten Anlagen haben im Mittel einen Rotordurchmesser von rund 113 Meter (+ 3 Prozent ggü. 2016) und eine Nabenhöhe von rund 128 Meter (+ 0,3 Prozent ggü. 2016).

 

 

Highcharts Example
Quelldaten zur Grafik

 

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

 

 

Highcharts Example
Quelldaten zur Grafik

 

Datenquelle: [Keiler und Häuser]