2018 wurden in Deutschland insgesamt 56 verschiedene Anlagentypen bzw. 114 verschiedene Konfigurationen (Typ, Leistung, Rotordurchmesser und Nabenhöhe) errichtet. Am häufigsten errichtet wurde die Enercon E-115 mit einer Leistung von 3 MW, gefolgt von der Vestas V126 mit 3,45 MW. 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 2018 zugebauten Anlagen im Bereich von 48 – 149 Meter mit einem Mittelwert von 118 Meter liegen. Wie der Boxplot zeigt, wurden trotz dieser großen Spannbreite 50 Prozent der WEA mit einem Rotordurchmesser im engen Band von 114,5 Meter bis 127 Meter errichtet. Der maximale Rotordurchmesser der für den Onshore-Markt konzipierten Anlagen ist in 2018 um 7 Meter auf 149 Meter gestiegen und wird nun von der Nordex N149 gehalten. Bei den zurückgebauten WEA lag der mittlere Rotordurchmesser in 2018 im Vergleich bei 62 Meter.
Boxplots von Rotordurchmesser, Nabenhöhe, Nennleistung und spezifischer Nennleistung der im Jahr 2018 installierten WEA
Datenquelle: [BNetzA]
Die in der folgenden Abbildung dargestellten technischen Eigenschaften kamen 2018 in der Praxis in vielfältigen Kombinationen als diverse Anlagentypen zum Einsatz, (zu sehen in den folgenden zwei Abbildungen). Prägnantes Beispiel sind WEA vom Typ Siemens SWT3.6-130 mit einer Leistung von 3,6 MW, welche sowohl mit Nabenhöhen von nur 85 Meter als auch mit Nabenhöhen von bis zu 165 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. 2018 lag die Nabenhöhe der errichteten WEA zwischen 50 und 166 Meter (siehe folgende Abbildung). Die höchste in 2018 errichtete WEA war eine Anlage vom Typ Vestas V136 mit einer Nabenhöhe von 166 Meter. Die maximale Gesamthöhe einer WEA bis zur Flügelspitze ist auf 234 Meter angestiegen. Im Mittel ist die Nabenhöhe neu errichteter WEA gegenüber 2017 um 5 Meter auf 133 Meter gestiegen. Dabei lagen 50 Prozent der WEA zwischen 131 und 149 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
Einhergehend mit dem Trend zu größeren Dimensionen steigt auch die durchschnittliche Anlagenleistung kontinuierlich an. Mit rund 3,34 MW wuchs die durchschnittliche Leistung der 2018 errichteten WEA ggü. 2017 um satte 12,1 Prozent. Die 2018 errichteten Anlagen haben im Mittel einen Rotordurchmesser von rund 118 Meter (+4,4 Prozent ggü. 2017) und eine Nabenhöhe von rund 133 Meter (+3,9 Prozent ggü. 2017).