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WID-WHITEPAPER Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht erreicht

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Gemeinsames Papier der deutschen Windenergieforscher Von der Garagen-Werkstatt zum Weltmarkt – in der Vergangenheit hat die Windenergie alle ihr vorhergesagten Wachstumsgrenzen überschritten. Der Blick zurück zeigt: Jetzt steht die Branche vor neuen technischen Herausforderungen. Der Fokus gerade auch der Forschung wird in den nächsten Jahren auf Netzverträglichkeit und genauerer Ressourcenabschätzung liegen.

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WiD WHITEPAPER | Grenzen des Wachstums 10 Bild 5: Verfeinerte MCP- Algorithmen für kurzzeit Windmessungen 0,30 RELATIVE FREQUENZY 0,30 RELATIVE FREQUENZY 0,25 0,25 0,20 0,15 INITIAL MEASUREMENTS 0,20 0,15 STANDARD-MCP MEASUREMENTS 0,10 0,10 0,05 WINDSPEED [m/s] 0,00 0 5 10 15 20 25 30 0,05 WINDSPEED [m/s] 0,00 0 5 10 15 20 25 30 0,25 RELATIVE FREQUENZY 0,25 RELATIVE FREQUENZY 0,20 0,20 0,15 MATRIX-MCP MEASUREMENTS 0,15 EWC-NN-MCP MEASUREMENTS 0,10 0,10 0,05 0,05 WINDSPEED [m/s] 0,00 0 5 10 15 20 25 30 WINDSPEED [m/s] 0,00 0 5 10 15 20 25 30 Ertragsvorhersagen basieren weiter auf fehleranfälligen Hochrechnungen Für eine konkrete Bewertung der Windhöffigkeit an geplanten Standorten werden nach Möglichkeit für mindestens ein Jahr Windgeschwindigkeit und -richtung gemessen. Mehrere Umstände wirken sich dabei problematisch aus. Oft wird in niedrigeren Höhen als der späteren Nabenhöhe gemessen und es kommt trotz der großen Rotordurchmesser nur ein Anemometer zum Einsatz. Zusätzlich wird in aller Regel nur an einem Standort im Bereich des späteren Windparks gemessen. Dies alles führt dazu, dass die Messergebnisse mit mathematischen Modellen von der Messhöhe auf die spätere Nabenhöhe, von einem Messpunkt auf die gesamte Rotorfläche und von einem Standort im Windpark auf die anderen Standorte im Windpark umgerechnet werden müssen und dass diese Modelle stetig weiterentwickelt wurden. Hinzu kommt, dass von einem einjährigen Messzeitraum auf

WiD WHITEPAPER | Grenzen des Wachstums 11 Bild 6: Lidar- Gerät zur Windmessung mit Lasertechnologie die zukünftige 20jährige Betriebszeit geschlossen werden muss. Die im Laufe der Zeit verfeinerten MCP-Algorithmen berechnen die gemessene Verteilung immer genauer aus den Reanalysedaten und verbessern so den Langzeitbezug der Standortsmessungen erheblich (Abbildung 5). Vor diesem Hintergrund wurden in der Vergangenheit Schalenkreuzanemometer in ihrer Messgenauigkeit erheblich verbessert und neue Technologien für die Windmessung entwickelt. Neuerdings wird vermehrt Laser-Technologie für die Windmessung eingesetzt, die mehrere der genannten Herausforderungen meistern bzw. umgehen kann. Mit den so genannten LiDAR-Geräten kann vom Boden aus in vielen Messhöhen bis in mehrere 100 m Höhe gemessen werden (Abbildung 6). Aktuell werden spezielle LiDAR-Scanner entwickelt, mit denen sogar an mehreren Standorten des geplanten Windparks quasi gleichzeitig gemessen werden kann. Eine neue Herausforderung für die Windenergienutzung in Deutschland ist die bevorstehende Einführung eines Ausschreibungsmodells anstelle einer festen, sichereren Vergütung. Dies beschleunigt die Entwicklung weiter verbesserter Techniken und Technologien zur Standortbewertung, welche genauere Ressourcenabschätzungen gerade für geplante Ausschreibungsmodelle erlauben. Eine Entwicklungsrichtung zielt die Messung der Windgeschwindigkeiten an nicht nur einem Punkt in Nabenhöhe, sondern auf das (nahezu) gleichzeitige Scannen der Windgeschwindigkeiten in mehreren Höhen und an mehreren möglichen Standorten im geplanten Windpark.

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