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Windertrag des Windenrgiepark Heidenrod - Dreimonatsbericht, vom 17.07.2016

Mit dem 12.07.2016 schloß das erste Quartal unserer Untersuchung über den Windertrag der Windenergiepark Heidenrod GmbH in Heidenrod Kemel. Gegenüber unserem ersten Zwischenbericht zum 12.06.2016 (Windertrag des Windenergiepark Heidenrod - ein Zwischenstand), der zwei Monate umfaßte, sind folgende Veränderungen eingetreten:

Die von der Betreibergesellschaft gemeldete Einspeisung für den Dreimonatszeitraum ist auf rund 14.060 KW/h gestiegen, das entspricht 20% der Nennleistung des Windparks und insgesamt 171.053 geleisteten Volllaststunden. Auf ein Gesamtjahr hochgerechnet ergibt sich für das Einspeisungsvolumen ein Betrag von 56.391 KW/h und eine durchschnittliche Anzahl von Volllaststunden pro Tag von 1.860; diese Werte bedeuten gegenüber dem Zweimonatszeitraum eine leichte Verbesserung.

Im Soll-/Ist-Vergleich zeigt sich jedoch, daß die Zielverfehlung nach wie vor erheblich ist. Die aus der Gesamteinspeisung für drei Monate auf ein Gesamtjahr hochgerechnete Gesamteinspeisung erreicht lediglich 62% der Vorgabe von 91.000 KW/h Jahreseinspeisung: Mehr als die Hälfte des Erreichten müßte also noch oben drauf gepackt werden. Gemessen an den dafür erforderlichen tagesdurchschnittlich 3.033 Volllaststunden sind auch erreichte 1.860 Volllaststunden ein Ausweis dieser Diskrepanz.

Wir haben bereits zum Ausdruck gebracht, daß die von der Betreibergesellschaft mitgeteilten Einspeisedaten Windverhältnisse voraussetzen, die sich durch die Veröffentlichungen anderer Insitutionen (z. B. der Wetterwarte auf dem Kleinen Feldberg) so nicht bestätigen lassen. Die von der Wetterstation Kleiner Feldberg gemeldeten durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten eines Tages (in KM/h) ergeben für die 91 Tage unseres Untersuchungszeitraumes einen Durchschnittswert von 3,9 m/s. Das Profil des Taunuskamms gibt keine Anhaltspunkte dafür, daß der Kleine Feldberg als zweithöchste Erhebung des Taunus gegenüber der Lage Heidenrod weniger begünstigt sei, was die mögliche Windausbeute anbelangt. Ziemlich genau aus Westen z. B. führt eine Linie von der Loreley (Rettersheim mit einer Höhe von 320 m üdM) über Heidenrod (Taubenkopf 510 m üdM), Lindschied (Silberberg 449 m üdM), Wingsbach (Hopfenstein 485 m üdM), Eschenhahn (Brandberg 422 m üdM), Dasbach/Lenzhahn (Nickel 517 m üdM), Glashütten (Glaskopf 687 m üdM) zum Kleinen Feldberg (825 m üdM). Naturhindernisse, die für eine Verringerung der Windgeschwindigkeit verantwortllich sein könnten, sind hier nicht erkennbar (dies kann mithilfe simpler Wanderkarten auch für andere Windrichtungen nachvollzogen werden). Legte man den 91-Tage-Durchschnitt der Windgeschwindigkeit auf dem Kleinen Feldberg von 3,9 m/s an die Leistungskennlinie des Heidenroder Anlagentyps an, resultierte daraus eine mögliche Einspeisung während unseres Untersuchungszeitraums von 4.481 KW/h. Verfährt man auf diese Weise auch mit den Tageswerten (ohne Durchschnittsbildung) und summiert die nach Windgeschwindigkeiten auf dem Kleinen Feldberg möglichen Tageseinspeisungen auf, so wird man für den Untersuchungszeitraum eine Gesamteinspeisung von 6.052 KW/h erhalten.

Die erste Feststellung hieraus ist die: Der von der Betreibergesellschaft dieses Windparks gemeldete Windertrag beträgt das 2,3-fache dessen, was eigentlich nur möglich sein dürfte (bezogen auf den Wert von 6.052 KW/h). In unserem ersten Bericht (s.o.) haben wir Stichworte zum Weiterlesen geliefert, mithilfe derer eine entsprechende Ursachenforschung betrieben werden könnte.

Die zweite Feststellung hieraus ist, daß auch die von uns ermittelten Werte von 4.481 KW/h und 6.052 KW/h erheblich voneinander differieren. Dies aufzuklären bedarf einer kleinen Kurvendiskussion der Leistungskennlinie für die Anlage GE 2.5-120 und wem dies nicht zu langweilig ist, der möge gerne dranbleiben.

 Wie ist der Unterschiedsbetrag von 1.571 KW/h zu erklären? Sowohl die Windstärkenmeldungen  der Wetterstation Kleiner Feldberg als auch die Beziehung zwischen Windgeschwindigkeit und Leistung gemäß Leistungskennlinie sind in Stufen geordnet: bei diesen in 0,5-m/s-Schritten, bei jenen in ganzzahligen KM/h-Angaben. Zwischenwerte sind nicht benannt, sie werden durch Auf- und Abrundungen unterschlagen. Allerdings ist zu erwarten, daß Rundungsdifferenzen sich im Zeitablauf ausgleichen, so daß die eigentliche Ursache der Wertedifferenz woanders zu suchen ist.

Entscheidend ist der Verlauf der Leistungskennlinie, die in den unteren KW-Bereichen mit zunehmender Windgeschwindigkeit progressiv ansteigt und nach Durchschreiten eines Wendepunkts nur noch degressiv ansteigt (http://www.wind-turbine-models.com/turbines/310-general-electric-ge-2.5-120). Die entsprechenden numerischen Werte (ohne Gewähr gemäß der zitierten Quelle im link) zeigt folgende Tabelle:

Daß eine Kurve progressiv steigend verläuft, ist nur ein Synonym dafür, daß die Steigerung der Zuwächse der abhängigen Variablen selbst zunimmt. dies ist im graphischen Bild der Leistungskennlinie schön verdeutlicht und ist auch in der numerischen Darstellung der Beziehung zwischen Windgeschwindigkeit und Leistung zu sehen, allerdings nicht so völlig ungetrübt, wie ein Blick auf den Bereich zwischen 3,5 und 4,5 m/s zeigt. Dann aber erleben wir eine Steigerung der Zuwächse der abhängigen Variablen bis zum Bereich der Windstärke bis 7,5 m/s, lediglich unterbrochen durch einen "Knick" im Bereich 6,5 bis 7,0 m/s. Der Anstieg des progressiv steigend verlaufenden Kurventeils wird danach schwächer, und nach Überschreiten des Wendepunktes bei 8,0 m/s ist der Zuwachs an Einspeisung nur noch degressiv verlaufend, die Zuwächse selbst nehmen also ab, daher das negative Vorzeichen in Spalte 5 bei der Stufe zwischen 8,0 und 8,5 m/s.

Diese Zusammenhänge gehen bei einer reinen Durchschnittsbetrachtung über alle Bereiche der Leistungskennlinie verloren, denn in die Durchschnittsbildung gehen viele Tage mit geringer Windgeschwindigkeit gleichgewichtig mit wenigen Tagen hoher Windgeschwindigkeit ein. Die Durchschnittsbildung setzt daher den linearen Verlauf der Leistungskennlinie voraus, die an jeder Stelle gleich hohe Zuwächse der abhängigen Variablen (KW/h) bei Erhöhung der unabhängigen Variablen (Windgeschwindigkeit) um eine Einheit auswiese.Für unseren Fall bedeutet das, daß die Durchschnittsbildung gerade im progressiv steigenden Teil der Kurve die abhängige Variable (KW/h) zu gering veranschlagt. Die Differenz von 1.570 KW/h hat hier ihre wesentliche Ursache.

Gleichwohl sind Durchschnittsbildungen notwendig, um bestimmte Aussagen treffen zu können, man muß nur wissen wie und wodurch ein Durchschnitt die Aussagekraft beeinträchtigt. Nach diesen Erläuterungen glauben wir feststellen zu können, daß die von der Betreibergesellschaft gemeldete Gesamteinspeisung in unserem Untersuchungszeitraum eine Durchschnittswindgeschwindigkeit von ca. 5,5 m/s erfordert hätte.

Falls nicht besondere Umstände anderes erfordern, werden wir den nächsten Bericht nach einem halben Jahr Beobachtung auf dem Stand des 12.10.2016 abliefern.

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