TEIL C

WINDENERGIE - Ausgewählte Länder

Deutschland (2010 - 2014)

Das Jahr 2010 beginnt mit der Ankündigung der Bahn, sechs ICE-Züge ein Jahr lang nur mit Ökostrom aus Windenergie antreiben zu wollen – um das Öko-Image aufzupolieren. Der Strom für das Pilotprojekt stammt aus dem Windpark Märkisch Linden bei Berlin. Der Strommix der Bahn stammt zur Zeit neben 16 % Wasserkraft vor allem aus 25,9 % Kernenergie, 34,5 % Steinkohle und 13,1 % Braunkohle - und ist damit nicht gerade ,sauber’.

Durch die energiesparende Fahrweise, in welcher die rund 19.000 Lokführer der Bahn seit 2002 geschult werden, sowie den in neuen Triebwagen eingesetzten Kinetic Energy Recovery Systemen zur Rückspeisung der Bewegungsenergie des Zuges beim Bremsen ins Bahnnetz konnten allein 2008 insgesamt 820 GWh Strom gespart werden (mehr dazu unter Schwungradspeicher im Verkehrswesen).

Ebenfalls im Januar wird das Konzept des Fraunhofer Instituts für Windenergie (IWES) und des Zentrums für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung (ZSW) in Stuttgart bekannt, mit überschüssigem Windstrom speicherfähiges Methan herzustellen, den Hauptbestandteil von Erdgas. Damit soll das Erdgasnetz als Speicher für regenerativ erzeugten Strom eingesetzt werden, während quasi nebenbei das bei anderen industriellen Prozessen abgeschiedene CO₂ einen neuen Verwendungszweck finden kann.

Im ersten Schritt wird der Strom genutzt, um per Elektrolyse Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu trennen. Im zweiten Schritt, dem sogenannten Sabatier-Prozeß, sollen dann der Wasserstoff und CO₂ zu Methan CH₄ (und Wasser) reagieren. Alternativ kann Wasserstoff auch direkt in die Gasleitungen eingespeist werden. Mehr über die inzwischen als Power-to-Gas bekannte Technologie findet sich im entsprechenden Kapitelteil zu den synthetischen Kraftstoffen (in Arbeit).

Eine Informationsbörse, die Kommunen beim Repowering von Windenergieanlagen unterstützen soll, d.h. dem Ersatz alter Turbinen durch modernere Rotoren, und die von der Kommunalen Umwelt-AktioN (U.A.N.) mit Sitz in Hannover betrieben wird, richten Bundesumweltministerium und der Deutsche Städte- und Gemeindebund (DStGB) im März 2010 ein. Das Thema gewinnt zunehmend an Aktualität, da die deutsche Windbranche diesbezüglich im Höhenrausch steckt.

Was kein Wunder ist, geht der Bundesverband Windenergie (BWE) doch davon aus, daß von den aktuell installierten Anlagen mit einer Gesamtleistung von rund 25,8 GW in den nächsten zehn Jahren bis zu 18 GW durch neue Anlagen ersetzt werden könnten, was Investitionen von mehr als 60 Mrd. € erfordern würde.

Im April 2010 bekommt Jochen Twele, seit 2005 Professor an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin, 380.000 € für ein Forschungsprojekt bewilligt, welches das Potential von Kleinwindanlagen in Städten ausloten will. Das Geld stammt jeweils zur Hälfte aus dem EU-Regionalfonds EFRE und vom Umweltsenat des Landes Berlin.

Im Rahmen des Projekts ,Nutzung von kleinen Windkraftanlagen auf Gebäuden in städtischen Gebieten am Beispiel Berlins’ werden über einen Zeitraum von 2 Jahren an sechs verschiedenen Standorten im Stadtgebiet Berlins auf Flachdächern die jeweiligen Windverhältnisse studiert und die Luftströme um die Dächer untersucht, wobei auch die Frage eine Rolle spielt, welche Lasten auf die Dächer wirken.

Es verblüfft mich allerdings ein wenig, daß sich Twele bei den fünf installierten 1 kW Kleinwindanlagen des Projekts ausgerechnet für Darrieus-Anlagen mit senkrechter Achse entscheidet, die etwa 2 m hoch und ebenso groß im Durchmesser sind. Und leider wird ausschließlich in einem Telepolis-Artikel vom Juli 2011, der über das Projekt berichtet, auch darauf hingewiesen, daß es in Berlin bereits verschiedene Kleinwindanlagen gibt: in der Reinickendorfer Straße, auf dem OSZ Lise Meitner sowie in der ufafabrik … mit Vergleichsinstallation zum Erproben von Schlitzrotoren, welche auf ein Patent des Autors zurückgehen (s.d.).

Neben den Experimenten erarbeitet die FHTW auch einen Leitfaden für künftige Betreiber, der sich mit Fragen nach Schall, Schattenwurf und Versicherung befaßt. Dieser erscheint im Februar 2013, bald nach Abschluß des Projekts.

Ab September 2014 dreht sich übrigens auch das erste Windrad im Studentenwerk Berlin, auf dem Dach der TU-Mensa in der Hardenbergstraße. Es ist eine Kleinwindenergieanlage vom Typ Braun Antaris mit einer Nennleistung von 4,5 kW, die erzeugte elektrische Energie wird komplett über eine Heizpatrone im Pufferspeicher zur Warmwassererzeugung in der Mensa genutzt.

Auf der EURSOSOLAR-Konferenz im Frühjahr 2010 in Kassel wird von Hermann Scheer erstmals das Konzept Energieallee A7 vorgestellt. Es zielt auf die Installation von 1.251 Windkraftanlagen der 5 MW Klasse entlang der längsten deutschen Autobahn zwischen Hamburg und Kassel, was einer installierten Leistung von insgesamt 6.255 MW entspricht, die ca. 13.500 GWh Strom pro Jahr liefern soll.

Im Juli 2011 wird von der Projektinitiative Energieallee A7 eine Informationsplattform mit Ausführungen und Perspektiven zur Realisierung des Projektes freigeschaltet. Projektträger sind die Hermann-Scheer-Stiftung und EUROSOLAR e.V. in Kooperation mit UnternehmensGrün e.V. 2013 genehmigt die Staatskanzlei in Hannover Geld für eine Machbarkeitsstudie. Ein Zieljahr für die Inbetriebnahme gibt es bislang noch nicht, während erste Schätzungen von Baukosten in Höhe von rund 7,5 Mrd. € ausgehen.

Enercon errichtet im November 2010 auf dem eigenen Werksgelände in Magdeburg die mit 7,5 MW aktuell leistungsfähigste Windenergieanlage der Welt. Die E-126 Anlage ist 135 m hoch und weist einen Rotordurchmesser von 127 m auf. Die Anlage mit einer Gesamthöhe von knapp 200 m geht im Januar 2011 offiziell in Betrieb.

Im Dezember 2010 kündigt der europäische Luft- und Raumfahrtkonzern EADS an, daß er mit seiner Weltraumsparte Astrium in das Windenergiegeschäft einsteigen will. Astrium soll künftig Rotorblätter für Windanlagen bauen und zum führenden europäischen Rotorblatt- Hersteller aufsteigen. Bis Ende 2012 soll vor der französischen Küste eine erste Demonstrationsanlage in Betrieb genommen werden. Medienberichten zufolge gibt es schon die ersten Aufträge des französischen Energieversorgers Areva und des französischen Windunternehmens Vergnet.

Die Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft AG will hingegen bedeutende Investitionen als Betreiber tätigen und zum Jahreswechsel 40 Windenergie-Anlagen in 11 Windparks übernehmen, die eine Gesamtleistung von 73 MW erreichen. Der dreistellige Millionenbetrag hierfür stammt aus dem Programm Renewable Energy and New Technologies (RENT), mit dem die Münchener Rück in den nächsten Jahren bis zu 2,5 Mrd. € in erneuerbare Energien und neue Umwelttechnologien investieren will.

Tatsächlich erwirbt die MEAG, die Vermögensverwaltungsgesellschaft von Munich Re und ERGO, Anfang 2013 zusammen mit GE Energy Financial Services und EDF Energies Nouvelles sogar 32 am Netz befindliche Windparks in Frankreich mit einer Gesamtleistung von 321,4 MW. Der von der Munich Re erworbene Anteil beträgt 40 %.

Der neuesten Erhebung des Deutschen Windenergie-Instituts (DEWI) zufolge konnte der deutsche Markt für Windenergie 2010 mit 1.551 MW neu installierter Windleistung die Zahlen vom Vorjahr (1.920 MW) nicht erreichen.

Marktführer 2010 beim Offshore-Geschäft ist die Firma Siemens, die u.a. die 80 Anlagen für Vattenfalls 288 MW Dan Tysk Windpark liefert, der rund 50 km vor der Nordseeinsel Sylt entsteht. Auch im wichtigen britischen Markt ist das Unternehmen bereits am weltweit bislang größten Off-Shore-Projekt beteiligt, bei dem ab 2020 vor den Küsten Englands mehr als 5.000 Turbinen Strom liefern sollen. Grundstein für das Engagement im Windbereich war 2004 der Kauf des dänischen Windkraftanlagenbauers und Off-Shore-Spezialisten Bonus Energy.

Aber auch auf dem Onshore-Sektor ist Siemens äußerstaktiv, was sich im Dezember 2010 in dem größten Auftrag äußerst, den das Unternehmen bislang erhalten hat: Die US-Firma MidAmerican Energy bestellt 258 Stück der SWT 2,3 MW Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 593 MW. Die Anlagen werden in mehreren Windparks im US-Bundesstaat Iowa installiert und sollen bis Januar 2012 in Betrieb genommen werden.

Gleichzeitig gibt Siemens die Eröffnung neuer Produktionsstätten für Windturbinenkomponenten in China und in den USA bekannt sowie Pläne für eine Rotorblattfertigung in Ontario, Kanada. Das ultimative Ziel des Unternehmens ist es, bis zum Jahr 2012 zu den Top 3 der weltweiten Windkraftanlagen-Herstellern zu gehören.

Unter den 250 Ausstellern auf der Windmesse New Energy Husum im März 2011 sind allein 50, die kleine Rotoren präsentieren, welche auch vom Endverbraucher einsetzbar sind. Der Bundesverband Wind-Energie (BWE) will die Einführung der Mini-Wind-Technologie daher in geordnete Bahnen lenken, und teilt die ,Rotoren für den Hausgebrauch’ in drei Baugrößen ein: Micro-Wind für Endverbraucher (0 - 5 kW), Mini-Wind für den gewerblichen Bereich (5 - 30 kW) und Mittel-Wind für die Landwirtschaft und größere Gewerbebetriebe (30 - 100 kW). Der Verband möchte nun erreichen, daß diese Klassifizierung auch politisch festgeschrieben wird.

Im April startet die Deutsche Windtechnik Repowering zusammen mit Geschäftspartnern ein kostenloses, englischsprachiges Online-Portal für den internationalen Verkauf von gebrauchten WKA, die in Wort und Bild vorgestellt werden. Das Angebot ist nicht sehr umfangreich, die Seite ist beim aktuellen Update Ende 2014 noch immer am Netz.

Im Juni gegründet sich der Bundesverband Kleinwindanlagen e.V. (BVKW) mit Sitz in Berlin, ein Zusammenschluß von rund 90 Herstellern.

Im Juli 2011 erfolgt der erste Spatenstich für eine CO₂-freie Energiespeicheranlage, die in einen geplanten 140 MW Windpark in Mecklenburg-Vorpommern eingebettet werden soll. Bei dem Vorhaben der WIND-projekt GmbH aus Börgerende, das den Namen RH2-WKA trägt, soll Windstrom zeitunabhängig und CO₂-frei mit Hilfe von Regenerativem Wasserstoff (RH2) gespeichert werden. Dieser wird zunächst durch ein Elektrolyseverfahren produziert und kann anschließend bedarfsgerecht in einem speziell dafür entwickelten KWK-Blockheizkraftwerk wieder zurück in Strom umgewandelt werden.

Das Demonstrations- und Innovationsvorhaben wird mit 4,5 Mio. €  durch das Nationale Innovationsprogramm für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) im Bereich der Energiespeichertechnik unterstützt.

Die erste Baustufe des Großwindparks RH2-Werder/Kessin/Altentreptow (RH2-WKA) in der Gemeinde Grapzow in Mecklenburg-Vorpommern geht im Dezember 2011 ans Netz, wird später auf 28 Enercon Anlagen erweitert, und das Speicher- und Rückverstromungssystem wird im Januar 2013 erfolgreich in Betrieb genommen.

Ebenfalls im Juli 2011 berichtet die Fachpresse, daß Wissenschaftler der Universität Kassel und des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik unter der Leitung von Prof. Siegfried Heie einen magnetisch gelagerten Ringgenerator für Windenergieanlagen der Zukunft entwickeln, der robuster, wartungsfreundlicher und effizienter als die momentan verwendeten Generatoren werden soll.

Bei dem vom Bundesumweltministerium (BMU) mit insgesamt 550.000 € geförderten und vom Forschungszentrum Jülich getragenen Forschungsprojekt MagnetRing wird eine neue Architektur für den Generator entwickelt, der in einem Ring mit 20 - 24 m Durchmesser plaziert ist, welcher durch Streben mit der Gondel verbunden wird. Damit soll das Gewicht des elektromagnetisch aktiven Generatorteils einer 10 MW Anlage unter 20 Tonnen bleiben.

Die im Generator auftretenden starken Kräfte sollen mit Magnetfeldern gebändigt werden, was das Gewicht der sonst nötigen Verankerungen der Komponenten sehr stark reduziert. Dabei ist das Prinzip des Ringgenerators zum Teil an die Schwebebahn-Antriebstechnik des in Kassel entwickelten Transrapid angelehnt (s.u. Maglev).

Um die Erfolg versprechende Forschung zu vertiefen, wird die Laufzeit des 2009 gestarteten Projekts nun bis Ende März 2012 verlängert, anschließend soll eine Demonstrationsanlage mit einer Leistung von 100 - 200 kW gebaut werden. Bislang konnte ich für diesen Schritt noch keine Bestätigung finden.

Das ,weltweit erste größere’ Wasserstoff-Wind-Biogas-Hybridkraftwerk, das aus überschüssigem Windstrom per Elektrolyse pro Stunde 120 m³ Wasserstoff produziert, geht im Oktober 2011 in Prenzlau bei Berlin in Betrieb.

Mit dieser Menge H₂ kann ein Brennstoffzellenfahrzeug etwa 1.200 Kilometer weit fahren. Für das 21 Mio. € teure Projekt hatten sich die Enertrag AG mit dem Mineralölkonzern Total, dem Stromkonzern Vattenfall und der Deutschen Bahn zusammengetan.

Das Kraftwerk besteht aus drei Windkraftanlagen vom Typ Enercon E-82 E2 mit jeweils 2,3 MW, einer 500 kW Elektrolyse-Anlage, sowie zwei Blockheizkraftwerken, die mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Biogas betrieben werden können.

Nachdem sich die ursprünglich für Mitte 2012 vorgesehene Inbetriebnahme immer wieder verzögert hatte, beginnt das Hybridkraftwerk im Dezember 2014 mit der Einspeisung von mittels Windenergie hergestelltem Wasserstoff in das Gasnetz des Ferngasnetzbetreibers ONTRAS Gastransport GmbH. Vorerst können 8.000 Greenpeace-Energy-Kunden das Windgas nutzen.

Da Wasserstoff allerdings nur in beschränkten Mengen ins Erdgasnetz eingespeist werden kann, gilt die Umwandlung in Erdgas, d.h. die Produktion von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid, daher als unumgänglich. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik will deshalb 2012 in Stuttgart eine Pilotanlage in Betrieb nehmen, die aus Windkraft erst Wasserstoff und dann Methan erzeugt.

Im Laufe des Jahres 2011 werden in Deutschland 895 neue Windanlagen mit einer Leistung von 2.007 MW errichtet. Dem Zubau steht ein Abbau von 123 MW entgegen, der meist im Rahmen des sogenannten Repowerings ersetzt wird.

Insgesamt sind zum Jahresende 29.075 MW Windkraftleistung installiert, fast ausschließlich an Land. Auf See stehen erst bescheidene 215,3 MW, wobei dort 2011 gerade einmal sechs neue Anlagen mit einer Gesamteistung von 30 MW errichtet worden sind.

Im April 2012 wird bekannt, daß das Land Niedersachsen mit den internationalen Zertifizierungsunternehmen Underwriters Laboratories Inc. (UL) die Übernahme des Deutschen Windenergie Instituts (DEWI) vereinbart hat, das sich seit seiner Gründung 1990 im Besitz des Landes Niedersachsen befand. Die Übernahme umfaßt auch 50,8 % der Geschäftsanteile, die das DEWI an der DEWI OCC GmbH in Cuxhaven hält, die als Zertifizierungsstelle für On- und Offshore-Windenergieanlagen anerkannt ist.

Daß die Bundeswehr die Regelungen für ihre Nachttiefflüge angepaßt hat, wird im Mai 2012 gemeldet. Indem die bisherige Flughöhe um 100 m erhöht wird, können jetzt auch in Tieffluggebieten Windenergieanlagen bis zu 220 m Höhe gebaut werden. Betroffen waren von Tieffliegern bisher u.a. große Bereiche der für die Nutzung der Windenergie hervorragend geeigneten Regionen über der Nordsee, an der Nordseeküste, über Mecklenburg-Vorpommern und der Eifel.

Im Juni stellen Wissenschaftler des Stiftungslehrstuhls Windenergie (SWE) der Universität Stuttgart gemeinsam mit Kollegen vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) auf der internationalen Windenergiekonferenz AWEA Windpower 2012 in Atlanta/USA ein neues Lidar-System vor (Light detection and ranging). Mit dem auf der Gondel angebrachten laser-optischen Fernerkundungsverfahren, das Windgeschwindigkeiten auf die Distanz ermittelt, können die Rotorgeschwindigkeit und andere Regelungsparameter der Betriebsführung auf den Wind eingestellt werden, bevor dieser die Anlage erreicht.

Durch das frühzeitige Drehen der Rotorblätter in bzw. aus dem Wind kann die Rotordrehzahl auch bei auftretenden Böen nahezu konstant gehalten werden, was sowohl die Ermüdungs- als auch die Extremlasten deutlich senkt. Zudem kann eine höhere Energieausbeute erzielt werden.

Ebenfalls im Juni 2012 stellt Siemens die ersten Rotorblätter des Typs B75 mit einer Länge von 75 m her, die am zweiten Prototyp der 6 MW Offshore-Windenergieanlage von Siemens installiert werden sollen, welche in der zweiten Jahreshälfte in der Teststation im dänischen Østerild errichtet wird. Das Quantum-Rotorblatt ist gegenwärtig das weltweit längste Rotorblatt für Windturbinen. In Betrieb geht der Prototyp dann Anfang Oktober. Zwei weitere Prototypen werden im Frühjahr 2013 für Testzwecke im britischen Hochseewindpark Gunfleet Sands des dänische Energieversorgers Dong Energy aufgestellt.

Produziert werden die Blätter mit dem patentierten IntegralBlade-Verfahren, bei dem das gesamte Blatt in einem Guß aus Glasfaser-verstärktem Epoxydharz und Balsaholz hergestellt wird. Dadurch hat der Flügel weder Nähte noch Klebestellen und ist extrem robust. Die ebenfalls patentierte QuantumBlade-Technologie sorgt dafür, daß die Rotorblätter im Vergleich zu konventionellen Herstellungsmethoden 10 - 20 % leichter sind, was durch speziell gestaltete Blattprofile erreicht wird.

Dong Energy bestellt umgehend 300 Stück der 6 MW Offshore-Anlagen vom Typ SWT-6.0-154 mit ihrem Rekord-Rotor von 154 m, die zwischen 2014 und 2017 in verschiedenen Windfarmen vor der britischen Küste installiert werden sollen. Im April 2013 folgt die Bestellung weiterer 154 Windenergieanlagen mit einer Gesamtnennleistung von 924 MW, mit denen man ab 2015 die deutschen Gode Wind Projekte ausstatten will. Die erste marktreife Version der SWT-6.0-154 wird im Oktober 2013 zu Testzwecken im schottischen Hunterston auf dem Testgelände des Energieversorgers SSE installiert.

Gleichfalls im Juni 2012 meldet die Exportinitiative Erneuerbare Energien des Bundeswirtschaftsministeriums, daß die Allianz für ländliche Elektrifizierung (ARE) eine neue Kleinwind-Kampagne für Entwicklungsländer ins Leben gerufen hat, die im kommenden Jahr Entscheidungsträger in Entwicklungsländern mittels verschiedener Beratungsangebote über den Nutzen von Kleinwind-Anlagen in ländlichen Regionen informieren soll. Wie wäre es, dafür das vorliegende Kapitel Windenergie in eine oder mehrere Fremdsprachen zu übertragen?!

Mitte 2012 überschreitet die installierte Leistung in Deutschland erstmals die Marke von 30 GW.

Auf der Husum WindEnergy im September 2012 präsentiert die Fachhochschule Köln das Funktionsprinzip einer radarabsorbierenden Beschichtung für die Rotorblätter von Windturbinen, da die Radarverträglichkeit zu den zentralen Problemen beim Ausbau von Offshore-Windkraftanlagen zählt, denn Mehrfachreflektionen in Windparks können die Funktion von Radaranlagen stark beeinflussen.

Ebenfalls im September 2012 zeichnet die Siemens Wind Power Peder Bay Enevoldsen aus Brande in Dänemark als Erfinder des Jahres aus - für seine schon vor zwölf Jahren gemachte Erfindung der sogenannten DinoTails, Verzahnungen an der hinteren Kante von Rotorblättern, die den Lärm senken und die Effizienz der Windturbine um bis zu 4 % erhöhen. Die Zacken, die den gezackten Rückenplatten eines Stegosaurus nachempfunden sind, können bei der Fertigung integriert oder nachträglich aufgeklebt werden.

Siemens installiert die Aufsätze bis Ende des Jahres an den Rotoren der Bison 2 und 3 Windfarmen von Minnesota Power in North Dakota, was deren Gesamtkapazität von 210 MW um 3,15 MW steigern soll.

Weitere mögliche Additionen sind die DinoShells, die wie eine Schneeschaufel oder die Kurve eines Dinosauriereis geformt sind und die Form der Rotorblätter bis zur Hauptwelle verlängert, sowie ein Wirbel-Generator (vortex generator), der über kleine Flossen verfügt, welche die Luft dazu zwingen,  länger in Kontakt mit der Oberseite der Blätter zu bleiben, was den Auftrieb, und damit wiederum die Leistung erhöht.

Im Herbst 2012 nimmt die Firma Energiequelle GmbH aus Brandenburg an der Rennstrecke Lausitzring (EuroSpeedway) in der Nähe von Dresden ihre erste 7,5 MW Windenergieanlage des Typs Enercon E 126 in Betrieb. Die 198 m hohe Anlage wurde direkt hinter den Tribünen errichtet - als Teil des Projektes ,grüner Lausitzring’, zu dem auch die zweitgrößte Solarcarportanlage der Welt aus 4.548 Modulen mit einer Gesamtleistung von knapp 1 MW gehört, mit angegliederter Solartankstelle.

Schon 2010 wurde am Lausitzring eine Biogasanlage der Energiequelle GmbH in Betrieb genommen, die jährlich rund 4.200 MWh elektrische Energie und 3.000 MWh thermische Energie liefert. Mit den Projekten soll sich die Rennstrecke Lausitzring in Zukunft gänzlich und ausschließlich mit Ökostrom betreiben lassen.

Unterstützt vom niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur wird das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen neuen Forschungswindpark aufbauen, für den bereits ein geeigneter Standort in Niedersachsen gesucht wird. Insgesamt acht Einrichtungen in Niedersachsen und Bayern, die ihre Expertise aus den Bereichen Luftfahrt und Energiemeteorologie mit einbringen, arbeiten beim DLR in der Windenergieforschung zusammen. Besonders eng kooperiert das DLR mit dem Fraunhofer IWES und dem Forschungscluster ForWind.

Die in Deutschland einmalige küstennahe Anlage, über die Ende des Jahres erstmals berichtet wird, soll zeigen, wie WKA mit neuen Bauweisen und Materialien künftig noch zuverlässiger und leiser arbeiten können. In einem ersten Schritt soll eine mit Meßinstrumenten ausgestattete Windenergieanlage im Megawatt-Bereich aufgebaut werden. Langfristig ist auch eine flexible Experimentalanlage mit einer Rotorblattlänge von zirka 20 m geplant, an der dann die Möglichkeiten der aktiven Formänderung von Rotorblättern getestet werden soll.

Die Statistik des DEWI zeigt die Zahl der jährlich installierten Windenergieanlagen in Deutschland sowie die kumulierte Anlagenanzahl mit Stand von Ende 2012.

Demzufolge sind  im vergangenen Jahr 1.008 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von rund 2,4 GW zugebaut worden, womit die bundesweit installierte Gesamtleistung auf rund 31,3 GW gestiegen ist.

Ende Januar 2013 wird an der Technischen Universität Braunschweig offiziell die neue Koordinierungsstelle Windenergierecht (K:WER) eröffnet, die das Ziel hat, rechtliche Konflikte rund um den Ausbau der Windenergie in Deutschland praxisorientiert und wissenschaftsfundiert zu lösen. Für 2014 ist eine Gesamtdarstellung des Windenergierechts vorgesehen.

Ebenfalls im  Januar 2013 erhält die REpower Systems SE, inzwischen eine 100 %-ige Tochtergesellschaft der Suzlon Gruppe, den mit 350 MW bislang größten Auftrag in ihrer Unternehmensgeschichte. Die EDF EN Canada Inc., Tochtergesellschaft von EDF Energies Nouvelles, bestellt für ein Projekt in der kanadischen Provonz Quebec 175 Stück 2 MW Windenergieanlagen der Typen REpower MM82 und MM92.

Im Oktober folgt die Meldung, daß die REpower im Folgejahr ihren Namen in Senvion SE ändern wird. Das Unternehmen hatte den Namen REpower seit 2001 lizenziert genutzt, wobei die Lizenz einem Schweizer Unternehmen gehört, das diesen Namen inzwischen selbst verwendet. Bei dem neuen Label stehen das S für Sustainability (Nachhaltigkeit), die Buchstaben EN für Energie, VI für Vision und ON für das englische Wort ,on’ - im Sinne von angeschaltet.

Senvion fertigt zu diesem Zeitpunkt Windenergieanlagen für den On- und Offshore-Einsatz im Leistungsbereich von 1,8 - 6,15 MW.

Im Januar 2013 berichtet das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) über das im Vormonat neu gestartete und auf vier Jahre angelegte EU-Projekt SUPRAPOWER (SUPerconducting, Reliable, lightweight, And more POWERful offshore wind turbine), bei dem die Forscher gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft eine effiziente, robuste und kompakte Windkraftanlage mit supraleitendem Generator von 10 MW Leistung entwickeln wollen.

Generatoren mit Supraleitern erlauben es, die Leistung auf bis zu 20 MW zu steigern und zugleich die Größe und das Gewicht wesentlich zu verringern. Außerdem benötigt ihr Bau weniger als ein Hundertstel der Menge an Seltenen Erden, die für die Herstellung der derzeit häufig eingesetzten Permanentmagnet-Generatoren erforderlich ist. Letztlich geht es darum, die Kosten für Offshore-Windkraftanlagen um rund 30 % zu reduzieren.

Die Koordination liegt bei der Fundación Tecnalia Research & Innovation in Spanien, während der Bereich Kryotechnik am Institut für Technische Physik (ITEP) des KIT das Kernelement beisteuert, einen rotierenden und verlustarmen Kryostaten, der die supraleitenden Spulen auf -253,15°C (20 Kelvin) kühlt, um einen Stromfluß ohne Widerstand zu gewährleisten.

Die weiteren Partner sind der Windkraftanlagen-Hersteller Acciona, die Columbus Supraleiter, Oerlikon-Leybold Vacuum, D2M Engineering, das Institut für Elektrotechnik der Slowakischen Akademie der Wissenschaften sowie die University of Southampton. Das Gesamtbudget des Projektes beträgt rund 5,4 Mio. €, von denen knapp 4 Mio. € von der Europäischen Kommission beigesteuert werden.

Im März 2013 greift der Bundesverband Windenergie (BWE) Bundesumweltminister Altmaier an, da die Bundesregierung mit ihren geplanten Änderungen am Erneuerbare-Energiengesetz Milliarden-Investitionen und rund 100.000 Arbeitsplätze in Deutschland gefährdet. Bereits jetzt sind Investoren stark verunsichert, worauf der Ausbau der Windenergie völlig ins Stocken kommt.

Im gleichen Monat eröffnet Siemens Energy in Dänemark zwei neue Forschungs- und Testzentren für Windenergieanlagen. Während im Testzentrum in Brande Großkomponenten wie Generatoren, Hauptlager oder ganze Maschinenhäuser auf speziellen Testständen geprüft werden können, kann Siemens in Aalborg auf sieben Prüfständen komplette Rotorblätter testen. Gemeinsam bilden die beiden Einrichtungen nach Angaben des Unternehmens die derzeit weltgrößten Forschungs- und Testzentren für die Windkrafttechnologie.

Im Rahmen meiner beruflichen Tätigkeit als Dolmetscher begleite ich im März eine Gruppe arabischer Ingenieure bei einer Exkursion, in deren Rahmen wir neben Solarkraftwerken auch die 7,5 MW Windkraftanlage von Enertrag im Norden von Berlin besuchen – was ich natürlich mit einem Selfie dokumentiert habe (meine Arme sind lang genug dafür).

Im April berichtet die Presse, daß Experten am Fachbereich Bauwesen der TH Mittelhessen in Gießen unter der Leitung von Prof. Jens Minnert gemeinsam mit dem Oberhessischen Spannbetonwerk in Nidda an der Entwicklung eines neuartigen Hybridturms arbeiten, der aus Stahlbetonfertigteilen besteht, die durch Stahlfachwerk verbunden sind. Damit sollen die Schwachstellen der aktuellen Modelle eliminiert, der Materialbedarf verringert und die Verbindung der Betonfertigteile untereinander verbessert werden.

Dabei sollen sich die Eckelemente des Betonturms mit einer einzigen Schalungsform günstig serienmäßig herstellen lassen, während die Elemente zur Verbindung der Eckelemente, die bei einer früheren Variante aus konisch nach oben schmaler werdenden Betonteilen bestanden, nun durch ein Stahlfachwerk ersetzt worden sind, das zur Aussteifung des Turms dient.

Das zweijährige Forschungsvorhaben hat ein Gesamtvolumen von 560.000 €, von dem das Land Hessen im Rahmen des LOEWE-Programms (s.o.) 280.000 € übernimmt. Der neue Hybridturm ist auch schon zum Patent angemeldet worden. Und falls es nicht bemerkt wurde: Für die gezeigte Grafik wurde frech ein Windows-Bildschirmschoner als Hintergrund genutzt...

Im Mai 2013 beginnt Uwe Hallenga (s.u. kleinwindanlagen.de) beim Mühlenheider Windanlagen-Museum in Stemwede, rund 50 km nördlich von Osnabrück, mit der Errichtung eines stabilen Kippmastes, der es erlaubt Anlagen bis 5 kW zu vermessen. Das hier begründete private Testfeld, ein recht alter Traum von Hallenga, wird genutzt um Schall- und Leistungsmessungen durchzuführen. Die weitere Arbeit könnte einiges an finanzieller Unterstützung vertragen!

Als das Cluster Erneuerbare Energien Hamburg (EEHH-Cluster) im November 2013 zum zweiten Mal den ,German Renewables Award’ vergibt, geht der Preis in der Kategorie ,Projekt des Jahres’ an das Hamburger Ingenieurbüro Spitzner Engineers GmbH für ein leistungssteigerndes Flügeldesign. Dabei wird der aerodynamische Widerstand und die Akustik von WKA durch die Installation von Winglets, also Flügelendscheiben an den Rotorblättern, sowie durch neu entwickelte Profile in der Blattwurzel in Kombination mit einer speziell entwickelten Grenzschichtbeeinflussung verbessert.

Bei dieser Nachrüstung wird an der Nabe Luft abgesaugt, um die Aerodynamik an der Blattwurzel zu optimieren, wobei der Clou an dem System ist, daß die Luft durch die Zentrifugalkraft zur Blattspitze geführt wird, und somit keine Pumpe erforderlich ist.

Entwickelt wurde das aerodynamisch optimierte Rotorblatt in Kooperation mit L&L Rotorservice und der Hochschule Bremerhaven fk:wind im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie. Durch entsprechende Umbaumaßnahmen an bestehenden WKA sollen die Erträge eines Windparks um 15 % gesteigert werden können, wie bei einem Feldversuch ermittelt wird.

Im Laufe des Jahres 2013 werden onshore insgesamt über 1.154 Anlagen mit einer Leistung von 2.998 MW neu in Betrieb genommen, von denen etwa 726 MW im Rahmen von Repowering-Projekten errichtet wurden, während offshore 395 MW Windkraftleistung neu errichtet wurden, was in Summe eine neu installierte Windenergie-Leistung von 3.393 MW bedeutet. Insgesamt dürften in Deutschland somit Anlagen mit einer Leistung von ca. 34 GW am Netz sein.

Im März 2014 erhalten das Institut für integrierte Produktentwicklung (BIK) der Universität Bremen als Projektleiter sowie die Unternehmen Saertex aus Saerbeck und Areva Blades aus Stade für ihre Forschungen zur Rotorblatt-Produktion den JEC Innovation Award in der Kategorie Windenergie. Der JEC ist ein internationaler Verband für die Verbundwerkstoff-Branche.

Bei dem vor gut drei Jahren gestarteten und vom Bundesumweltministerium geförderten Forschungsprojekt mapretec (,Verfahren zur preform-Herstellung durch ebene Ablage für ein räumliches Bauteil als Basis einer automatisierten Prozesskette zur Rotorblattfertigung’) sollte mit Hilfe neuer Fertigungssysteme  die Produktion von Rotorblättern verbessert, beschleunigt und weiter automatisiert werden.

Das Bayerische Wirtschafts- und Energieministerium stellt im Mai einen Bayerischen Windatlas vor, der als Planungshilfe an Bürgermeister, Landräte und regionale Planungsverbände verschickt wird. Es basiert auf einem mit modernsten meteorologischen Berechnungsverfahren komplett neuentwickelten Modell, mit dem die tatsächlichen Windverhältnisse an jedem Ort Bayerns sehr genau erfaßt werden können. Eine weitere Neuerung ist das Planungstool ,3-D-Analyse von Windenergieanlagen’, das neue und geplante Anlagen in 3-D-Ansicht enthält und eine realitätsnahe Darstellung ermöglicht.

Im August wird eine neue Software namens Wind-Area bekannt, die als ,Trüffelschwein für exponierte Windstandorte’ bezeichnet wird. Martina Klärle, Professorin für Landmanagement an der Fachhochschule Frankfurt, hatte in den letzten zwei Jahren ein Verfahren entwickelt, das mittels einer Strömungssimulation aus den lokalen Geländeeigenschaften und Winddaten die besten Windstandorte für die Kleinwindernte in der Stadt und auf dem Land finden soll, wofür 3D-Geodaten genutzt werden.

Meldungen vom September zufolge ermöglicht die Deutsche Flugsicherung (DFS) seit Neuestem eine bedarfsgerechte Steuerung der sogenannten Nachtkennzeichnung, da sich viele Bürgern über das nächtliche Dauerblinken von Windenergieanlagen beschwert hatten. Das von Airbus Defence&Space und  dem Brandenburger Unternehmen Enertrag Systemtechnik entwickelte radargestützte System airspex hatte seinen Praxistest im Bürgerwindpark Ockholm-Langenhorn in Schleswig-Holstein erfolgreich überstanden, und ist nun reif für den Markt.

Das System, das ein wenig an die Fraunhofer-Entwicklung PARASOL erinnert (s.o.), arbeitet im X-Band Frequenzbereich, und überwacht den Luftraum bis zu einer Entfernung von 8 km und einer Höhe von 600 m. Solange sich kein Luftfahrzeug nähert, bleibt die Befeuerung der Windenergieanlagen ausgeschaltet, erst wenn ein Flugobjekt den Luftraum betritt, wird sie aktiviert.

Zur gleichen Zeit bekommt die Idee neue Presse, die Türme von Windkraftanlagen als Wasserspeicher zu nutzen, was in einem Projekt der MBS Naturstromspeicher GmbH beim württembergischen Gaildorf in den Limpurger Bergen umgesetzt werden soll.

Geplant sind vier Rotoren, die Teil eines Pumpspeicherwerks sind: Aus einem als ,Naturbecken’ ausgeführten Unterbecken am Fluß Kocher wird in Zeiten von Stromüberfluß Wasser in die Turmfüße und die sie umgebenden Passivbecken emporgepumpt, das zum Kraftwerk im Tal zurückfließt und dort drei Turbinen mit einer Gesamtleistung von 16 MW antreibt, sobald der Strom im Netz knapp wird.

Jeder der vier Türme soll 40.000 m³ Wasser fassen, was bei einer Fallhöhe von 200 m eine Gesamtkapazität von etwa 70 MWh ergibt.

Die Planer des Hybridkraftwerks Naturstromspeicher Gaildorf, dessen Betriebsdauer auf mindestens 60 Jahre angelegt ist, sind vor allem der Baukonzern Max Bögl, der Wasserturbinenbauer Voith Hydro und die Windkraftfirma Gamesa. Seit die Pläne bekannt sind, ist Gaildorf gespalten wegen des Eingriffs in die Landschaft. Im Dezember 2011 gibt es sogar eine Volksabstimmung, bei der sich allerdings fast 57 % der Bürger für das Projekt entscheiden.

Über eine Umsetzung ist noch nichts bekannt, obwohl das Projekt bereits mit Sofortvollzug genehmigt sei.

Im Oktober 2014 meldet die Presse, daß ein Team um Prof. Georg Frey an der Saar-Uni erforscht, wie kleine Solar- und Windkraftanlagen effizient in die zukünftige Energieversorgung regional begrenzter, intelligenter Energienetzwerke (Smart Micro Grids) integriert werden können. Unter anderem arbeiten die Ingenieure mit der Wehrtechnischen Dienststelle 41 der Bundeswehr in Trier daran, mobile Windkraftanlagen effizient in diese Netzwerke zu integrieren, da die Bundeswehr die Technik nutzen will, um ihre mobilen Stützpunkte verstärkt mit erneuerbarer Energie zu betreiben.

Hierfür wird nun auf dem Dach des 13-stöckigen Physik-Towers der Universiät eine ca. 3 m hohe Kleinstwindkraftanlage installiert, welche den Saarbrücker Forschern von der Bundeswehr zur Verfügung gestellt wird. Über ihre Herkunft habe ich bislang noch nichts herausfinden können, ebensowenig wie nähere technische Daten zu finden sind.

Im Jahr 2014 stellt Deutschland mit rund 3.350 MW einen neuen Zubaurekord bei Windenergieanlagen auf, hauptsächlich aufgrund der 543 neu installierten Offshore-Windenergieanlagen, welche die Offshore-Windenergieleistung auf 2,35 GW anheben.

Eine interessante Zahl beschert uns der Orkan Elon im Januar 2015, als am Nachmittag des 9. bundesweit rund 30.700 MW ins Stromnetz eingespeist werden, womit gleichzeitig ein neues Windstrom-Allzeithoch erreicht wird. Die Presse titelt: „So viel Windstrom wie 25 Atomkraftwerke.“

 

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