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Anlagengröße

 

2014 wurden in Deutschland insgesamt 44 verschiedene Anlagentypen und Konfigurationen mit unterschiedlichen Rotordurchmessern und Nabenhöhen errichtet. Zwar ist das Leistungsniveau der Anlagen – bis auf wenige Ausnahmen – auf ein Intervall zwischen 2,3-3,1 MW beschränkt, allerdings findet die Anpassung an standortspezifische Bedingungen durch die Variation des Rotordurchmessers und der Nabenhöhe statt. Die folgende Abbildung zeigt, dass die Rotordurchmesser der 2014 zugebauten Anlagen im Bereich von 40-154 m mit einem Mittelwert von 99 m liegen. Den größten Rotordurchmesser der für den Onshore-Markt konzipierten Anlagen wiesen Anlagen vom Typ Enercon E-126 sowie Vestas V126 mit einem Rotordurchmesser von 127 m bzw. 126  auf. Größer sind nur Anlagen der Typen Siemens SWT6.0-154 und Senvion 6.2M152, bei denen es sich allerdings um onshore errichtete Prototypen für den Offshore-Markt handelt.

 

 

 

Boxplots von Nabenhöhe, Rotordurchmesser, Nennleistung undspezifischer Nennleistung

der im Jahr 2014 installierten WEA

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

 

Nennleistung nach Rotordurchmesser verschiedener Anlagentypen

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

Der Rotordurchmesser spielt für Leistung und Ertrag einer Windturbine eine wichtige Rolle, denn die Fläche des Rotors legt fest, wie groß der Anteil der verfügbaren Windströmung ist und welcher Teil durch die WEA in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die großen Variationsmöglichkeiten in der Anlagenauslegung werden sehr gut beim Vergleich der Anlagentypen Enercon E-126 (7,6 MW) und Vestas V126 (3,3 MW) deutlich. Bei nahezu identischem Rotordurchmesser unterscheidet sich die Nennleistung um den Faktor 2,3.

 

 

 

Nennleistung nach Nabenhöhe verschiedener Anlagentypen und Konfigurationen

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

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. 2014 lag die Nabenhöhe der errichteten WEA zwischen 50 und 149 m (s.o.). Die höchsten in 2014 errichteten Anlagen waren vom Typ Enercon E-101 mit 149 m. Im Mittel hatten die neu errichteten WEA eine Nabenhöhe von 115 m, dabei lagen 50 % der WEA zwischen 94 und 139 m. Allerdings spiegelt sich die an vielerlei Standorten existierende Höhenbeschränkung in den teilweise niedrigen Nabenhöhen neu errichteter WEA wieder.

 

Wird die Nabenhöhe in Bezug zur jeweiligen DIBt-Windzone des Standorts gesetzt, zeigt sich, dass sich der Zubau von WEA mit kleiner Nabenhöhe weitgehend auf die Windzonen II, III & IV beschränkt. In den Windzonen I & 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 im Mittelgebirge werden gute Windgeschwindigkeiten erst in besonders großen Höhen erreicht.

 

 

 

Verteilung der 2014 zugebauten Anlagen nach DIBt-Windzonen auf Turmhöhen; Verteilung des Anlagenbestandes auf Turmhöhen

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

Der Trend zu größeren Anlagendimensionen lässt sich auch in den Neuentwicklungen der Anlagenhersteller erkennen. Im Bereich der onshore Nennleistung führt Enercon mit der E-126 (7,6 MW) weiterhin die Marktentwicklung an. Mit 126 bzw. 127 m vertreiben Vestas (V126) und Enercon (E-126) die Anlagen mit dem derzeit größten Rotordurchmesser. Zukünftig gebrochen wird dieser Rekord von der im Bau befindlichen N131/3000 des Herstellers Nordex (131 m Rotordurchmesser) und dem niederländischen Unternehmen Lagerwey, welches mit den Prototypen L132 und L136 in naher Zukunft noch größere Rotordurchmesser erreichen wird. Auch andere Hersteller erweitern ihre Produktpalette, wie beispielsweise Vestas mit einer neuen Variante der 3 MW-Plattform Vestas V126, die sich mit einem breiteren Spektrum an Nabenhöhe, Nennleistung und Rotordurchmesser auf die jeweiligen Standortbedingungen optimal anpassen lässt [Vestas].

 

Einhergehend mit dem Trend zu Anlagen mit größeren Dimensionen, steigt auch die durchschnittliche Anlagenleistung kontinuierlich an. Mit knapp über 2,68 MW wuchs die durchschnittliche Leistung der 2014 errichteten WEA ggü. 2013 um 3 %. Die 2014 errichteten Anlagen haben im Mittel einen Rotordurchmesser von 99,2 m (+4,5 % ggü. 2013) und eine Nabenhöhe von 115,2 m (-1,6 % ggü. 2013). Die maximale Nabenhöhe liegt seit dem Jahr 2006 bei 160 m, der maximale Rotordurchmesser einer Onshore-WEA weiterhin bei 127 m.

 

 

Highcharts Example
Quelldaten zur Grafik

 

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 

Mit einer durchschnittlichen Nennleistung von 1,5 MW wuchs die mittlere Leistung des deutschen Anlagenbestandes um 7,6 % ggü. 2013 an (vgl. Abbildung unten). Während der Leistungsbestand von Anlagen mit Leistungen unterhalb von 2 MW seit 2004 weitgehend konstant blieb, bzw. leicht gesunken ist, war 2014 in der 2-3 MW-Klasse und insbesondere in der 3-4 MW-Klasse erneut ein deutlicher Zuwachs zu verzeichnen. Mit einem Leistungsbestand von 5023,4 MW wuchs diese Klasse innerhalb des Jahres 2014 um 107 %. Die insgesamt leistungsstärkste Kategorie ist mit 17 653 MW nach wie vor die der Anlagen mit 2-3 MW. Sie verzeichnet allerdings das dritte Jahr in Folge nur ein Wachstum von 10 %. Die Klasse der leistungsstärksten Anlagen (MW und mehr) wächst weiter langsam und machte 2014 mit 404,4 MW rund 1 % der in Deutschland installierten Windleistung aus.

 

 

Highcharts Example
Quelldaten zur Grafik

 

Datenquelle: [Keiler und Häuser]

 

 


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