Beschreibung

Geographische Lage des Windpark Creussen

Creußen ist eine Kleinstadt in Nordbayern im Südosten von Oberfranken ca 13 Kilometer südlich von Bayreuth.
Die drei Windenergieanlagen NEG-Micon 1500 kW mit 82 m Rotordurchmesser stehen auf dem Schloßberg 3 km östlich von Creußen, ca. 700 m bis 900 m südöstlich von Neuhof und ca 1 km nördlich von Preußling. Ca. 1500 m südöstlich vom Standort in Richtung Altencreußen verläuft die kontinentale Wasserscheide Nordsee - Schwarzes Meer.
Das weitgehend landwirtschaftlich genutzte Gelände erhebt sich östlich von Creußen von 424 m bis auf 551m über NN. Der nach Osten abfallende Hügel in Richtung Prebitz ist bewaldet. Die Standorthöhe sollte auch noch in einem Bereich liegen, daß eine Beeinträchtigung des Betriebs im Winter wegen Vereisung des Windmeßeinrichtungen kaum zu befürchten ist.
Die drei Anlagen sind so angeordnet, daß sie sich bei der Hauptwindrichtung West bis Südwest nicht gegenseitig abdecken.
Etwa 2 km südöstlich des Standorts in Altencreußen entspringt die Creußen. Ihr Tal erstreckt sich in nach ostsüdost bis nach Grafenwöhr und mündet dann ins Heidenaabtal. Bei Ost- bis Südost-Wind bildet das Tal einen Windtrichter in Richtung Standort zwischen den Hügelketten des Katzenbühl im Osten und des Kütschenrain im Süden.
Das Rotmaintal erstreckt sich von Creußen in Richtung Norden nach Bayreuth und dann weiter Richtung Kulmbach. Damit werden auch Winde aus Nord-Nord-West in Richtung Standort kanalisiert.
In Richtung Südwesten liegt das Pegnitztal, allerdings nicht so markant ausgeprägt. Zumindest schafft es Abstand zur nächsten Hügelkette. In Hauptwindrichtung Südwest liegt nämlich in ca 20 km Entfernung die fränkische Schweiz mit Höhen von 500 bis 600 m über NN. Deren störenden Einfluß wird durch die große Turmhöhe der Anlagen zum großen Teil ausgeglichen
Winde direkt aus Süden werden durch den etwa 5 km entfernten Kütschenrain mit 650 m über NN etwas abgehoben. Winde aus Nordost müssen über das 15 km entfernte Fichtelgebirge von gut 1000 m über NN

Die Windräder von Creußen

Ich war ganz überrascht, als ich in der Zeitschrift neue Energie im Frühjahr 2004 von einem Windpark Creußen las, und dazu noch mit guter Bewertung.
Die Turmhöhe mit 108,6 m und der Rotordurchmesser mit 82 m sind so bemessen, daß bis zur Flügelspitze mit 149,6 m der Grenzwert für Flugsicherung von 150 m eingehalten wird. Dies war für das Binnenland lange Zeit die maximale Höhe. Gemeinsam mit den 100 m Höhenunterschied des Hügels im Vergleich zur Umgebung erheben sich die Windräder deutlich aus der Landschaft, wie man z.B, vom Rauhen Kulm (ca 15 km Ost) gut sehen kann, und sollten damit gut aus den Höhenwinden schöpfen können. Gespräche mit Personen aus dem Ort Neuhof bestätigen das Gefühl, daß an diesem Standort „immer der Wind geht“.
Wie meine Überlegungen zur Windenergieanlagenplanung zeigen, liegt die Nennleistung mit 1500 kW je Anlage in einem für Binnenstandorte betriebswirtschaftlich günstigen Bereich.
Recht positiv fand ich auch die Erkenntnis, daß die Anlagen von der örtlichen Bevölkerung weitgehend angenommen werden. Zum Teil sprechen die Leute sogar von „Ihren Windrädern“. Dies zeigt, daß die Projektleitung der Fa. Sowitec-Projekt GmbH gemeinsam mit Personen vor Ort das Projekt offensichtlich gut vorbereitet haben.
Ein reiner Sicherheitsabschlag von 12 % auf den erwarteten Ertrag gibt Sicherheit, daß auch einmal ein so windarmes Jahr wie z.B.das Jahr 2010 ohne Liquiditätsprobleme zu überstehen ist.

Der Hersteller der Windräder und dessen Konkurrenz

Einziger Wehrmutstropfen ist für meine Begriffe die Tatsache, daß die Fa. NEG-Micon nicht mehr eigenständig ist. Bisher scheinen sich die Leute von Vestas schon um die Anlagen zu kümmern. Zumindest waren sie im Sommer 2004 damit beschäftigt, der Ursache von Knackgeräuschen aus dem Naben- oder den Flügelinnenleben auf den Grund zu gehen. Leider kommt die aktive Fehlersuche ziemlich spät, nachdem die Stimmung der Anwohner schon deutlich gelitten hat. Bei einem Besuch im Windpark am 22.08.04 herrschte endlich die heiß ersehnte Ruhe. Etwas kommt da schon der Verdacht auf, daß Bayern von Dänemark etwas „weit weg“ ist.
Vielleicht kommt ja eines Tages auf einem benachbarten Hügel eine deutschte Firma wie z. B REpower oder Enercon zum Zuge, die sich bisher einen recht guten Namen gemacht haben aber leider lange keine Tauglichkeit für das Binnenland hatten.

Ertrag Creußen

Der Jahressollertrag

Der laut Prospekt zu erwartende Jahresertrag beträgt 9750 MWh, was 66,18 % des Referenzertages der NEG Micon 1500/82 bedeutet. Der Referenzertrag bezieht sich auf die Turmhöhe von 108,9 m, Rotordurchmesser von 82 m und Nennleistung von 1500 kW. Würde dieser Ertrag von 9750 MWh pro Jahr erbracht, dann wären dies genau 100 % des Sollertrages dieses Windparks. In Bild 19 ist der Durchschnittssollertrag für das jeweilige Monat durch die 100 % Linie dargestellt. Eigentlich erwartet man mehr, weil ein Sicherheitsabschlag von 12 % vom theoretisch laut Windgutachten erwarteten Ertrag abgezogen ist. Ohne Abzug dieses Sicherheitsabschlag läge die Ertragserwartung bei 75,20 % des Referenzertrages. Dies ist für einen Binnenstandort schon ein recht guter Wert, der sich im Schnitt der ersten Betriebsjahre bestätigt hat.

Grafische Darstellung der Monatserträge von Creußen im Vergleich zum Windindex

Die blaue Linie zeigt an, was der Windpark Creußen jedes Monat an Ertrag tatsächlich erzielt hat, immer bezogen auf die anteiligen Tage des Monats vom ganzen Jahr. Erfahrungsgemäß liefert das Sommerhalbjahr im Schnitt 1/3 des Jahresertrages; das Winterhalbjahr 2/3. Die Wintermonate müssen also über dem Jahresmonatsschnitt liegen, im Schnitt so um die 130 %. Ein Sommermonat kann dagegen schon als gut bezeichnet werden, wenn er über 75% des Jahresmonatsschnitts erreicht.
Aufgrund von zahlreichen Vergleichsdaten von Windenergieanlagen einer Region errechnet die Firma IWET nach jedem Monat, wie hoch dieser Monat im Vergleich zum langjährigen Jahresmonatsschnitt von 100 % liegt. Die aktuellen Monatswerte der einzelnen Regionen und damit auch der Region 25 des Standortes Creußen sind jedoch nicht frei zugänglich. Die hellviolette Kurve zeigt den Verlauf des im Internet veröffentlichten IWR –Windindex 10 Jahre für das Binnenland, welcher allerdings mehr durch nord- und ostdeutsche Anlagen beeinflußt wird, weil dort eben die Anlagendichte höher liegt. Die Basis für den IWR-Index verschiebt sich jedes Jahr um ein Jahr. Dies bedeutet, daß die Indizes verschiedener Jahre nicht genau verglichen werden können. Für das Jahr 2004 gilt als Basis der Zeitraum von 1994 bis 2003. Da das Windjahr 2003 ca 25% schlechter war als das gute Windjahr 1993 ist der Index von 2004 ca 2,5 % weniger Wert als der von 2003. Da auch das Jahr 1994 ca 125% besser war als das Jahr 2004 ist der Index 2005 nochmals ca 2,5 % weniger wert als der von 2004. Von 2005 auf 2006 dürfte der Sprung nochmas 20% sein Ich schätze den Korrekturwert auf ca 2% . Von 2006 auf 2007 sollte sich kaum eine Änderung ergeben, da auch das Jahr 1996 ebenso wie 2006, welches das Jahr 1996 ab 2007 ersetzt, unter dem langjährigen Durchschnitt lag. Für 2008 kehrt sich die Korrektur um, da 2007 ca 10% besser war als 1997. Für 2009 dürften wieder ähnliche werte gelten wie 2006 oder 2007 da das sehr gute Windjahr 1998 aus der Indexbasis herausfällt.
Liegt die blaue Kurve über der hellvioletten, so bedeutet dies, dass der Windpark Creußen in diesem Monat besser abgeschnitten hat als der Durchschnitt der von IWR erfaßten Anlagen. Ist das Gutachten richtig berechnet, müsste die blaue Linie im Schnitt um den Betrag des Sicherheitsabschlags von 12 % abzüglich der elektrischen Verluste von max. 2,5 % also ca. 9,5 % über der hellvioletten liegen, ja wenn der Index 2004 gegenüber den Vorjahren nicht angepasst worden wäre. Aufgrund der Anpassung des IWR-Windindex läuft Creußen in 2004 bereits plangemäß, wenn die Werte ca. 7 % über dem IWR -Index liegen, in 2005, wenn Creußen ca. 5 % über dem IWR-Index liegt. In 2006 und 2007 sollte Creußen ca 3% über dem IWR-Index liegen, in 2008 erhöht sich der Wert auf ca 4%. In 2009 gelten wieder die Abstände von 2006 und 2007 mit ca 3%.
Dies scheint sich hier weitgehend zu bestätigen, mit Ausnahme der ersten beiden Monate der Inbetriebnahme. Weitere Ausnahmen bilden Monate mit sehr starkem Wind wie März 2005 und der Januar 2005 und 2007 oder auch November 2009, während in vielen Monaten mit leichtem bis mäßigem Wind Creußen deutlich besser abschneidet als der Index. Dies hat den positiven Nebeneffekt, dass die Erträge von Creußen übers Jahr gesehen gleichmäßiger sind, als die in dem IWR-Index erfassten Anlagen.
Im Sommer 2007 erreicht Creußen sogar die Indexwerte, obwohl fast drei Monate lang wegen eines Blattlagerschadens der Anlage 3 nur zwei von drei Anlagen einspeisten.

Bild 19: Vergleich von Creußen mit dem IWR-Windindex- 10 Jahre

Die Werte für die Sommermonate 2004 liegen im Rahmen der üblicherweise im Sommer zu erwartenden Erträge von etwa 70 bis 75%. Werte von über 80% für einen Sommermonat gelten als recht gut. Außer im Februar 2004 (Inbetriebnahme), im Mai und Dezember liegen die Werte der Windernte in 2004 gut im Sollbereich. Selbst ohne Januar und verzögertem Anlauf im Februar und einem ausgedehnten Hoch im Dezember konnte der Herbst die Sommerdelle noch weitgehend ausgleichen. Für die weiteren kompletten Jahre ist daher ein Überschreiten der Ertragsollwerte sehr wahrscheinlich.
Das etwas schlechtere Abschneiden von Creußen als die Windindizes im Januar 2005 und 2007 ist zu einem gewissen Anteil dadurch zu erklären, daß Creußen mit einer durchschnittlichen Auslastung von über 25 % im Spitzenlastbereich schlechter abschneiden muß als der Durchschnitt von Bayern mit einem Auslastungsgrad von gerade Mal 14%. Im Sinne einer gleichmäßigeren Stromlieferung kann diese Einbuße in Kauf genommen werden.
Umgekehrt ist es gerade im Januar 2006. Die mäßigen Winde in diesem Monat könnten von Creußen recht gut verwertet werden.

Was ist der Windindex?

Die Institute IWR und IWET geben mit ihren Indizes den für den jeweiligen Monat im Schnitt zu erwartenden Windertrag als Kennzahl wider.
Während IWR nur von einem Binnenindex und einem Küstenindex ausgeht, unterteilt IWET (Betreiber-Datenbasis) Deutschland in 25 Regionen. Für lokale Vergleiche ist daher der IWET-Index, auch bekannt unter Keiler-Häuser-Windindex oder BDB-Index, besser geeignet.
Das linke Bild der Index-Regionen in Deutschland habe ich als jpg-Datei irgendwo im Internet gefunden, komprimiert von 40 kB auf 9 kB und als Gif-Datei hier eingefügt, das recht Bild habe ich auf der Seite http://www.betreiber-datenbasis.de/PDF/karte_Indexregion.jpg gefunden
IWET verwendet als Bezugsgröße ab 2004 meines Wissens den Schnitt der Jahre 1989 bis 2002. Vorher galt der Mittelwert der Jahre 1989 bis 1999 als Basis. Ab 2006 wurde der IWET wieder auf eine neue Basis umgestellt und zwar auf den Zeitraum 1975 bis 2004. Die erste Korrektur von 89/99 auf 89/02 hatte zur Folge, daß die neuen Indizes den schwächeren Winden 2000 bis 2002 angepaßt wurden. Die Korrektur führte in allen Zonen zu höheren Indizes, die von bestehenden Anlagen schwerer erreicht werden können. Als Prognosegrundlage bedeutet dies, daß bei Zugrundelegung des höheren Windindex mehr Planungssicherheit vorliegt.
Während in Süddeutschland die Werte um die 0,5% stiegen, waren es in Schleswig-Holstein Korrekturen von zum Teil über 4% und im übrigen Deutschland von um die 2%. Die Veränderung ist in folgender Grafik zusammengefaßt.

Bild 27: 25 Index-Regionen Betreiberdatenbasis

Dramatischer änderten sich die Bezugsgrößen ders IWET- Index ab 2006. So wurden die IWET-Werte in Norddeutschland und in der Lausitz nochmals etwa um 5 bis 7 % nach oben korrigiert. In Teilen von Schleswig-Holstein liegt der Korrektur bei über 10%. In Mitteldeutschland und Ostdeutschland mit Ausnahme der Lausitz änderte sich wenig. Die südlichen und südwestlichen Bundesländer Rheinland-Pfalz, Saarland Baden-Württemberg und Bayern kamen sehr gut davon. Die Indexwerte wurden um 5 bis 7% nach unten korrigiert mit Rheinland-Pfalz an der Spitze. Bisherige Anlagen in Süddeutschland sollten also zukünftig deutlich über dem jeweiligen Windindex liegen, während in Norddeutschlands viele Anlagen den neuen IWET-Index Version 06 wohl nur noch schwer erreichen können, wenn deren Erträge auf Basis der alten Daten berechnet wurden. Gerade in Norddeutschland sollten Investoren darauf achten, daß bei zukünftigen Anlagen der neue Index Version 06 zugrunde liegt. In Süddeutschland werden die Verkäufer von Windparks sehr gerne auf den neuen Index verweisen. Windparks, die noch nach der Version 03 berechnet sind, sollten nämlich ein zusätzliches Sicherheitspolster haben. Auch hier ein Überblick über die prozentualen Veränderungen .

Da sehr viele Anlagen noch nach dem alten IWET-Windindex Version 99 Basis 1989 bis 1999 kalkuliert sind, hier noch eine Grafik zur Umrechnung der Version 99 auf die Version 06. Eine Anlage im Süden von Schleswig-Holstein erbaut z.B in 2002 kam bei einem Windindex Version 99 von damals z.B. 100% auf 111% ihres Planertrages, wenn das Gutachten richtig war und der Sicherheitsabschlag mit 10% veranschlagt wurde. Bei gleichem Windangebot liegt der Index in der Region 6 heute um 17% höher, also bei 117% und damit über dem tatsächlichen Ertrag von 111% des obigen Beispiels.
Umgekehrt sinkt in einem Windjahr, welches nach neuem IWET-Index Version 06 gerade die 100% Marke erreicht, der tatsächliche Ertrag des obigen Beispielwindparks auf knapp 95% des Planertrags.

Die Bezugsgröße für den IWR-Index 10Jahre ist immer der Zeitraum der vergangenen 10 Jahre. Die Bezugsgröße des IWR ändert ich also jedes Jahr. Ein Vergleich über mehrere Jahre hinweg ist daher grundsätzlich „verfälscht“. Gegenüber dem Index 2003 (Basis 1993 bis 2002) schätze ich den Wert des Index 2004 10 Jahre nur noch auf 97,5%. 2005 erfolgte schätzungsweise eine weitere Korrektur der Indizes um ca 2,5% nach oben. Im Binnenland müßte die Korrektur 2006 nochmals ca 2% nach oben betragen, während an der Küste ich die Korrektur auf ca 1% schätze. 2007 sollten im Binnenland die Werte mit den von 2006 weitgehend übereinstimmen. An der Küste sollte dafür nochmals eine Korrektur von ca 1% nach oben fällig sein. Man braucht sich daher nicht wundern, wenn Anlagen, die 2003 fünf Prozent besser als der IWR-Index waren, 2006 diesen um zwei Prozent verfehlen.
Der IWR-Binnenland 10 Jahre 2007 könnte einen Wert von 130 erreichen, so meine Meinung Ende Juni 2007. Da gemäß Siebenschläfer-Regel (Ende Juni bis Anfang Juli) der Sommer 2007 weiter verregnet und damit meist auch windig bleiben sollte, hielt ich diesen Wert zum Zeitpunkt 30.6.07 für das ganze Jahr für realistisch. Beim Vergleich mit dem Jahr 2003 (Basis 1993 bis 2002) entspräche dies aber nur etwa 120%. Doch ab August 2007 gingen die Werte für den Rest des Jahres in den Keller. Gerade August und Oktober waren ungewöhnlich windschwach. Statt bei 130 % landete der IWR-Index-10-Jahre für 2007 bei 102,7%
Trotzdem ist für 2008 eine Korrektur des IWR-Index nach unten zu erwarten. Für den Windindex 2008 gilt die Basis 1998 bis 2007. Das schwache Windjahr 1997 (ca 90%) wird durch das insgesamt dennoch noch gute Windjahr 2007 ersetzt. Es werden in 2008 mehr Anlagen den IWR-Index erreichen als 2007, da sich die Basis um gut 1% nach oben verschiebt.
Die Jahreswerte des IWR-10-Jahres-Index sind auf der Interenetseite des IWR zu finden. Für das laufende Jahr gibt das IWR auf seiner Seite nur den auf 100% in Teilmonatsbeträgen aufsummierten bisherigen Jahresertrag an. Daraus kann man aber leicht auf die einzelnen Monatsindizes schließen.
Seit 2007 ist in der Zeitschrift neue energie der ISET Windindex veröffentlicht. Er beruht auf der Basis von Windmeßdaten in 50 m Höhe im Vergleich zum langjährigen Mittelwert. 3800 Quadrate von jeweils 10 Mal 10 km bilden 3800 Einzelindizes in Deutschland. Daraus wird monatlich und jährlich der Mittelwert für ganz Deutschland im Verhältnis zum langjährigen Mittel berechnet. Daß die Basis des ISET in 2007 deutlich höher liegen muß, als die des IWR 10 Jahre, wird durch die Werte des Januar 2007 deutlich. Der IWR-10-Jahre-Küste liegt bei 272%, der des IWR-10-Jahre-Binnenland bei 251 %. Der ISET für den Januar 2007 liegt dagegen nur bei 190 %.
Ich hoffte die Uni Kassel ließe die Basis für ihren Index unverändert. Nur so ist ein langfristiger Anlagenvergleich ohne größere Gedankenverrenkungen möglich. Doch wie mir im Juli 2007 mitgeteilt wurde, wird auch dieser Index fortschreitend den neuen Jahren angepaßt.

Durchschnittsleistung der Einzelanlagen des Windparks Creußen

Der Windpark Creußen besteht aus drei Einzelanlagen mit je 1500 kW Nennleistung. Anlage Creußen 1 (Hans) ist die nördlichste und liegt auf einer Höhe von 541 m über NN. Anlage Creußen 3 (Georg) steht ca 550 m in Richtung Südosten nahe der Kuppe des Schloßbergs auf etwa 551 m über NN. Creußen 2 (Fritz) liegt zwischen beiden in einer leichten Mulde auf 531 m über NN etwas westlich der Verbindungslinie von Creußen 1 und Creußen 3.
Bis auf Februar und Juni 2004 hebt sich die Creußen 3 im Ertrag von den beiden anderen markant ab Wegen Reparatur der Befeuerung stand die Anlage im Juni 2004 an zwei Tagen zeitweise still. Im Februar ging Crueßen 3 mit 10 Tagen Verspätung ans Netz und holte dabei Creußen 2 noch fast ein.
Bis auf die Phase der Inbetriebnahme (Februar und März 2004) liegt auch Creußen 1 besser als Creußen 2. Im August könnte Creußen 1 aufgrund von häufigem Südostwind öfters im Windschatten der anderen beiden gestanden haben.
Da Creußen 2 in der Mitte der beiden anderen steht, spielt bei dieser die Abschattung sicher eine noch etwas größere Rolle, aber nur bei den Nebenwindrichtungen Nord und Südost. Den größeren Einfluß auf den Ertrag vermute ich in der geographischen Höhendifferenz von etwa 20 m zwischen Creußen 2 und Creußen 3. Möglicherweise ist Creußen 3 auch programmtechnisch besser an die Windverhältnisse vor Ort angepaßt. Im Schnitt von März bis Dez 2004 liegt der Ertrag von Creußen 3 mehr als 10 % über dem von Creußen 2, was sich auch über die weiteren Jahre bis Anfang 2007 weitgehend bestätigte
Selbst wenn nur die Hälfte auf die Höhe zurückzuführen wäre, so könnte dies übertragen auf den benachbarten Kütschenrain, der ca 100 m höher liegt, bis zu 15% an Mehrertrag bedeuten. Wenn man besonders darauf achtet, daß die Windmeßeinrichtungen und Flügel vereisungsfrei bleiben, sollte das Potential noch höher liegen. Da müßte man die Einbußen wegen stärkerer Bewaldung locker in Kauf nehmen können oder noch besser durch einen um 30 m höheren Turm ausgleichen können
Wegen eines Schadens an einem Blattlager der Anlage 3 liegt der Ertrag im Mai 2007 und im Juni 2007 bei unter 70% der möglichen Erträge. Für Ende Juni 2007 war die Reparatur geplant. Seit 21.06.07 steht der erste 500 to Kran bereit., ab 25.06.07 der zweite. Wegen des starken Windes ab dem 25.06.07 wurde der Abau von Flügel und Nabe auf den 02.07.07 und 03.07.07. verschoben. Verzögerungen durch Wind und Wetter sowie durch Störungen an einem der Kräne verschoben die Montage von Nabe und Flügel auf den 12.07.07. Nach weiteren Einstellarbeiten soll die Anlage 3 ab dem 17.07.07 wieder in Betrieb gehen. Und so war es auch.

Bild 23: Vergleich der Einzelanlagen (mit Hinweis auf Erklärung des Schaubildes)

Der Kütschenrain als möglicher Standort für Windenergieanlagen

Der Kütschenrainberg erstreckt sich von Kirchenthumbach nach Schnabelwaid auf ca 12 km in nordwestlicher Richtung und erreicht etwa zwischen Sassenreuth und Schönfeld auf ca. 8 km Länge eine Höhe von über 550 m NN. 1000 m nordöstlich von Thurndorf erreicht der Küschenrain mit fast 650 m seine höchste Erhebung.
Von der Bundesstraße B470, Abzweigung Altzirkendorf, führt eine gut ausgebaute Straße über Neuzirkendorf nach Thurndorf. Die Kuppe ist über Flurbereinigungswege gut erschlossen. Weiter nordwestlich verbindet eine Gemeindestraße über den Scheitel Thurndorf mit Heinersberg. Entlang des Scheitels verläuft nach Nordwest bis Schönfeld eine öffentlicher Schotterweg.
Der Scheitel des Kütschenrain verläuft auf ca 5 km Länge auf Höhe von Tagmanns bis Oberlenkenreuth entlang der kontinentalen Wasserscheide Rhein - Donau, also Nordsee - Schwarzes Meer.
Aufgrund der weitgehenden Bewaldung im Bereich des Scheitels kann ein Mindestabstand zu bewohntem Gebiet von 1000 m gut eingehalten werden.
Als größerer Stromabnehmer könnte die Hauptstadt von Oberfranken, Bayreuth, in knapp 20 km Entfernung gesehen werden. Mit etwa 70 km in südwestlicher Richtung liegt auch Nürnberg noch in regionaler Reichweite. Creußen könnte somit eine Pilotanlage für diese Region darstellen, die beweisen kann, daß sich auch im tiefen Binnenland Bayern Windkraft lohnt, sowohl ökologisch als auch betriebswirtschaftlich.

Die zeitliche Ertragsverteilung in Creußen

Eine Erfassung der Erträge im Tagesrhythmus zur Beobachtung der Schwankungen halte ich für angebracht. Schwankungen im Stundenrhythmus werden eher regional ausgeglichen und sind damit für die weiträumige Versorungsplanung weniger von Bedeutung, weil sich Hoch- und Tiefdruckgebiete häufig im Bereich zwischen einem Tag und einer Woche mit Einfluß auf die örtlichen Windverhältnisse ändern. Zum Ausgleich von Tagesschwankungen ist daher schon eher eine überregionale Vernetzung mit unterschiedlichen Luftdrücken erforderlich.
Um zu berechnen, welche Anforderungen an so ein Stromnetz gestellt werden, um Schwankungen auszugleichen, ist es wichtig, die Schwankungsbreite zu kennen. Zwar kann mit täglich fortgeführten Balkendiagramm (z.B. und Bild 26 ) eine hervorragende Anschaulichkeit erreicht werden; zur Charakterisierung der Windschwankungen über mehrere Tagen halte ich aber die mathematische Größe der Standardabweichung ( Bild 24) für besser geeignet. Diese könnte auch als Grundlage dienen, einen überregionalen Versorgungsplan zu erstellen. Je größer die Bereiche gewählt werden, desto geringer sollte der Wert der Standardabweichung werden. Die Betrachtung eines einzelnen Windparks ergibt wahrscheinlich die größten Schwankungen. Interessant wäre z.B. ein Vergleich der Standardabweichungen innerhalb der einzelnen Regionen nach IWET ( Bild 27), innerhalb einzelner Länder oder auch die Betrachtung des ganzen Kontinents Europa. Mit diesen Daten ließen sich dann Schwankungsreserven und Netzkapazitäten planen.
Weitere Hinweise zu dem Thema Flaute habe ich auf meiner Seite Grundlagen der Windenergie unter Gegenargument Nr.3

Die Bedeutung der Standardabweichung der Tageserträge aufgezeigt anhand von drei Einzelmonaten

Der Monat November 2004 steht für ein Beispiel mit recht großer Schwankungsbreite. Z.B. liegt die Standardabweichung der Tageserträge von Creussen im November bei 81,3%. des Monatsmittelwerts. Gerade für so einen Monat mit ein paar Tagen schwachen Wind an einem Standort ist es interessant, wie die Tageserträge in diesem Monat an anderen Standorten in Deutschland oder Europa liegen. Als Beispiel möge der Standort Scholen ca 20 km südlich von Bremen dienen mit einer Standardabweichung der Tageserträge von 86,4% für den November. Bei einer Gewichtung der Erträge der beiden Windparks von eins zu eins würde die Standardabweichung auf 53,2 % sinken. Es liegt also schon ein recht guter Ausgleich vor. Noch interessanter wäre es, ganze Regionen oder Länder von ganz Europa gegenüberzustellen. Mich würde vor allem interessieren, wie sich dann die Standardabweichung als mathematische Kenngröße für die Schwankungsbreite reduziert, wenn sich selbst innerhalb Deutschland schon eine so gute Vergleichmäßigung ergeben kann. Aufgrund des europäischen Stromverbundes sollte es auch kein Problem sein, eine Flaute in einem ganzen Land durch Wind in anderen Ländern auszugleichen, so daß Tage ohne Stromproduktion aus Wind praktisch ausgeschlossen sind. Ich finde es Schade, daß in einem Bericht des ZDF am 06.10.04 nach dem Heute Journal auf diesen statistischen Ausgleichsmechnismus nicht hingewiesen wurde.

Rein optisch sieht man anhand des Diagramms vom Januar 2005, daß dieser Monat besser liegen muß als der Monat November 2004. Die Standardabweichung der Tageserträge für Creußen liegt mit 55,8% bezogen auf den Monatsmittelwert zwar immer noch recht hoch, aber deutlich besser als im Dezember 2004 mit 102,7% oder November mit 81,3%. Der Windpark Scholen liegt im Januar 2005 mit 65,7% höher, was ich darauf zurückführe, daß die Enercon-Anlagen die Spitzenwinde des Januars besser ausnützen und in Spitzenerträge umwandeln. Der Monat Januar 2005 ist ein recht gutes Beispiel für die Kappung von Ertragsspitzen und damit eine geringere Streuung durch kleinere Generatoren. Im Abschnitt Windenergieanlagenplanung gehe ich näher auf diese Thema ein.
Die wenigen Tage im Januar mit geringem Wind waren in Deutschland ziemlich gleich verteilt. Dies hat zur Folge, daß für den Mittelwert der Tageserträge aus beiden Standorten die Standardabweichung mit 61,6% nur etwas niedrigerer wird als bei dem Schwergewicht Scholen alleine. Bei einer Gewichtung der beiden Windparks von eins zu eins liegt der Wert mit 56,5% ähnlich dem Wert von Creußen alleine, was meine Meinung unterstützt, Windenergieanlagen möglichst gleichmäßig im Land zu verteilen, um eine Vergleichmäßigung zu erzielen. Außerdem macht es deutlich, daß ein Land wie Deutschland alleine zu klein ist, Windschwankungen gut auszugleichen. Besser müßte dies innerhalb Europas möglich sein.

Rein optisch sieht man anhand des Diagramms vom Juli 2005, daß dieser Monat als typischer Sommermonat keine besonders guten Erträge liefert. Da in Sommermonaten öfter Tage mit sehr wenig Wind dabei sind, steigt auch die Standardabweichung der Tageserträge an. Für Creußen liegt der Wert bei 87,8% bezogen auf den Monatsmittelwert noch in einem annehmbaren Bereich. Der Windpark Scholen liegt im Juli 2005 mit 135,5 % schon sehr hoch, was ich darauf zurückführe, daß bei schwachem Wind durch Abschirmung eines Teils der Anlagen die Auslastung zusätzlich sehr stark nach unten gedrückt wird. Vom 11. bis zum 15.07.2005 waren die Anlagen in Scholen ganz oder teilweise wegen Arbeiten am Netz abgeschaltet. Ich schätze, daß sie auch bei 100% Verfügbarkeit an diesen Tagen die Standardabweichung zwischen 120 und 125 % gelegen hätte.
Der Monat Juli 2005 ist für mich ein recht gutes Beispiel für die Vorzüge eines Windparks mit wenigen Windrädern mit großem Rotordurchmesser, sowohl in Richtung Ertrag, als auch hinsichtlich Optimierung der Streuung.
Auffällig ist, daß bei allen drei genannten Beispielen die Standardabweichung von Creußen mit drei Binnenwindrädern niedriger liegt als die von Scholen mit zehn normalen Windrädern im Windpark.
Im Abschnitt Windenergieanlagenplanung gehe ich auch näher auf das Thema Parkwirkungsgrad bei schwachen Winden ein.

Vergleich von Creußen mit anderen Windparks

Es werden sieben Windparks miteinander verglichen.

geographischer Vergleich

Die Anlagen

Standortgüte

Bild 20: Standortgüte verschiedener Windparks

Die Ertragserwartung pro Jahr laut Prospekt liegt in
Randowhöhe I bei 65,13 GWh, Freiheit III bei 32,2 GWh, Creussen bei 9,75 GWh, Scholen bei 36,86 GWh, Schliekum II bei 20,96 GWh in Fröhnd bei 6,58 GWh und in Frauental bei 9,00 GWh (1 GWh sind 1000000 kWh). Aufgrund unterschiedlicher Art und Anzahl von Anlagen lassen sich diese Werte nicht direkt vergleichen.
Anhand des erwarteten Ertrags bezogen auf die Summe der Referenzerträge aller Anlagen am jeweiligen Standort läßt sich dessen Güte ablesen, der an dem betreffendem Standort für die Zukunft erwartet wird
Als reine Sicherheitsabschläge für die Sollerträge laut Plan sind für Randowhöhe I 10,0 % berücksichtigt, für Freiheit III 8,2 %, für Creussen 10,0 %, für Scholen 7,0%, für Schliekum II 8,5%, für Fröhnd 15% und für Frauental 10%
Das schlechtere Windangebot in Creußen macht es erforderlich, spezielle Binnenwindanlagen mit langen Flügeln und verhältnismäßig kleinen Generatoren einzusetzen, um diesen Nachteil wettzumachen. Auch Fröhnd im Schwarzwald und Frauental an der Grenze zwischen Bayern und Baden Württemberg erreichen laut Gutachten nicht ganz die Güte eines norddeutschen Standorts. Die Höhe von 990 bis 1000 m im Schwarzwald machte es erforderlich nur Windenergieanlagen einzusetzen, die den geringsten Aufwand an Wartung erwarten ließen, da die verschneiten Hügel des Schwarzwaldes im Winter nur schwer zugänglich sind. Im Jahre 2005 galt diesbezüglich Enercon als erste Wahl. Typische Binnenwindanlagen hatten die von Enercon bis zum 11.04.2005 aber leider nicht. Daher wurde einfach die E70 auch für das Binnenland verwendet. Die auf der Hannovermesse 2005 vorgestellte E82 sollte ein ganz gute Ergänzung für das Binnenland sein, kommt aber für Fröhnd zu spät.

Bild 20a: tatsächliche Standortgüte von zwei Windparks

Die dramatische Verschlechterung der Standordgüte von Fröhnd in der Praxis, wohl wesentlich durch die geringe Nabenhöhe bedingt und auch dadurch, daß weiter entfernte Berge im Windgutachten wohl nicht richtig bewertet wurden, führten schließlich eine gutes Jahr nach dem Aufbau der beiden Anlagen zum Abbau der schlechteren Anlage.
Dies sollte ein mahnendes Beispiel sein, im Binnenland kein Windrad ohne Windmessung und nur aufgrund Windberechnungen zu errichten und schon gar nicht in einem Wald und mit geringer Nabenhöhe und zu kurzen Flügeln.
Bei den Gutachten der übrigen Windparks wurde dieser Fehler nicht gemacht und trotzdem ist da auch nicht immer alles Gold was glänzt
Bei Scholen und Randowhöhe I hatte ich bereits 2005 den Verdacht, daß der Parkwirkungsgrad zu hoch angesetzt wurde. Außerdem ist der Wind im Norden doch nicht ganz so kräftig wie noch in den 90er Jahren angenommen. Somit bleibt bei diesen Windparks der Planertrag die Zielgröße, bei den übrigen ist es der Planertrag ohne Abzug des Sicherheitsabschlages. Ich muß heute 2011 zugeben, dass ich da in 2005 wohl eher zu optimistisch war.
Wie sich in der Praxis herausstellte, sind norddeutsche Standorte wie z.B. Scholen zwar tatsächlich besser als süddeutsche Standorte wie z.B Creussen. Doch die Unterschiede sind bei weitem geringer als noch Anfang des 21. Jahrhunderts vorausgesagt. Die hohen Pachtpreise gerade in Norddeutschland halte ich daher nicht immer berechtigt.

Auslastung

Bild 21: Sollauslastung verschiedener Windparks

Sechs von den sieben Windparks sind so konzipiert, daß im Jahresschnitt mit einer Sollauslastung von 23 bis 25% der Nennleistung gerechnet werden kann. Sogar die typischen Binnnenwindanlagen von Creussen laufen trotz nicht ganz so gutem Windangebot mit einer guten Auslastung von 25 %. Die Auslastung in Scholen mit 23,4% und Frauental mit 22,83 % laut Plan liegt an der unteren Grenze. Die 25% Marke sollten sie aber in der Praxis wegen des Sicherheitsabschlages erreichen. Nur beim siebten Windpark Fröhnd wird mit weniger als 20 % der Sollauslastung kalkuliert. Dies ist aber auch der Windpark mit dem höchsten Sicherheitsabschlag. Die beste Auslastung nach Plan schafft Randowhöhe I dicht gefolgt von Creußen mit den typischen Binnenwindanlagen. Die Generatoren der Enercon-Anlagen von Scholen und Fröhnd sind so groß bemessen, daß die Auslastung trotz recht gutem Windangebot laut Gutachten geringer ausfällt als bei Creußen mit dem schlechtesten Windangebot dieser sieben Standorte.
In der Praxis wird wohl Creußen langfristig am ehesten die Planauslastung erreichen ev sogar übertreffen, da nach neuesten Erkenntnissen in Süddeutschland die Windstärken eher unterschätzt wurden. In Scholen dagegen wird der Sicherheitsabschlag durch die Änderung des Windindex quasi aufgefressen. Durch Zubau weiterer Anlagen in Scholen südwestlich ist mit knapp zwei Prozent weiterer Verschlechterung zu rechnen. In Fröhnd lag das Windgutachten derart daneben, daß zunächst nur etwa die Hälfte der ursprünglich geplanten Auslastung zu beobachten war und das trotz 15% Sicherheitsabschlag. Erst der Abbau der schlechteren der beiden Anlagen führte dazu, daß zumindest die verbliebene Anlage auf 70% der geplanten Auslastung kommen sollte. Solche Schnitzer in einem Windgutachten darf es nicht geben. Dazu brauche ich keinen Gutachter. Bei den übrigen Windparks sollte die Planauslastung erreicht oder leicht übertroffen werden, was in diesen Fällen für die Qualität der Gutachten spricht. Im Sinne meiner Gedanken zur Windenergieanlagenplanung liegen selbst die besten Auslastungen der obigen Anlagen nur gut halb so hoch, wie für eine maximale Versorgung einer Region mit Windkraft möglich ist, ohne daß das Netz ausgebaut werden müßte. Gerade im Norden von Brandenburg könnte schon bald die dortige Windenergieanlagendichte eine Grenze erreicht haben, die bei Vollast die Kapazität des vorhandenen Netzes überschreitet, so meine Vermutung in 2005. Gemäß Einspeisegesetz 2005 müßte es dann wohl in Richtung Süden ausgebaut werden. In Bayern und Baden-Württemberg dagegen sind Windräder im Jahre 2005 noch so dünn angesiedelt, daß ich noch keine Bedenken hinsichtlich Netzkapazität befürchte, weswegen die geringe geplante Auslastung von ca 18% in Fröhnd nicht ganz so dramatisch ist. Leider ist die tatsächliche Auslastung der einen verbliebenen Anlage wohl eher bei 12% was ich in die Gattung Fehlplanung einstufe. Die eine Anlage mit weniger als 10% wurde bereits wieder abgebaut.

Bild 21a: Tatsächliche durchschnittliche Auslastung der Anlagen zweier Windparks
Von zwei Windparks Creußen und Scholen habe ich hier die tatsächliche Auslastung mit aufgenommen. War im Plan die Auslastungen noch annähernd gleich, zeigt sich in der Praxis doch recht deutlich, dass der bayerische Windpark Creussen sein Auslastungsziel mit Werten um 25% sogar noch leicht übertrifft. Der norddeutsche Windpark Scholen kommt in der Praxis auf eine Auslastung von um die 20%, obwohl die Standortgüte in Norddeutschland besser ist als bei uns in Bayern. Was gute Binnenwindräder so alles ausmachen!
Oft werden Windparks auch anhand der Jahresvolllaststunden miteinander verglichen. Es handelt sich um einen theoretischen Wert für die Auslastung, der angibt, wie lange eine Anlage bzw. ein ganzer Windpark im Jahr bei voller Last laufen müßte, um die Erträge für das ganze Jahr einzubringen. Dieser Wert darf nicht mit den tatsächlichen Volllaststunden verglichen werden, welche nur gezählt werden, wenn tatsächlich auch die Nennleistung erbracht wird. Fünf der sieben Windparks liegen über der in der Literatur genannten Grenze von 2000 Stunden pro Jahr, die für eine akzeptable Ertragsaussicht erforderlich ist. und zwar recht deutlich mit 2230 für Randowhöhe I, 2167 für Creußen, 2147 für Freiheit III und 2118 für Schliekum. II Etwas knapper fällt der Abstand mit 2048 Jahresvolllaststunden bei Scholen aus. Frauental ist genau mit 2000 kalkuliert. In der Praxis sollte wegen des höheren Sichheitsabschlages bei Frauental dieser Windpark noch vor Scholen landen, was sich auch nach 2 Jahren Laufzeit bestätigte. . Bei Fröhnd wird die Anzahl 2000 der geplanten Jahresvolllaststunden mit 1635 deutlich unterschritten. Aufgrund des hohen Sicherheitsabschlags hätte der Wert sogar 1900 überschreiten müssen, was für Enercon-Anlagen E70 mit den meines Erachtens vielfach zu großen Generatoren für das Binnenland durchaus noch zufriedenstellend gewesen wäre. Doch statt 1900 werden es wohl nur um die 1100 werden und das auch nur weil die eine noch schlechtere Anlage abgebaut wurde..
Mit einer E82 und 138 m Turm für bewaldetes Binnenland wie z.B. das Ittenschwander Horn bei Fröhnd halte ich einen Wert von über 2200 Vollaststunden für realistisch.

tatsächliche Erträge von Creussen im Vergleich mit anderen Windparks

Es werden speziell die zwei Windparks Creußen mit NEG NM82 an der kontinentalen Wasserscheide Rhein / Donau in Nordbayern und der Windpark Scholen mit seinen Enercon E66 18.70-3 in der norddeutschen Tiefebene verglichen. Scholen ist nicht ein beliebiger Standort, sondern Testsieger bei Scope im Frühjahr 2005. Es zeigt sich, daß die Anlagen im Binnenland von Bayern im Schnitt locker mit dem küstennahen Binnenland südlich von Bremen mithalten können. 2006 lag Scholen auf Jahressicht sogar deutlich zurück. Nur die Spitzenwinde vom Januar 2005 oder 2007 können typische Binnenwindräder wie in Creußen nicht ganz so gut nutzen. Binnenwindräder auf dem etwas höheren Nachbarhügel Kütschenrain z.B etwa einen Kilometer oberhalb von Sassenreuth. bei Kirchenthumbach müßten damit die Chance auf noch bessere Ergebnisse haben.
Bei Scholen führe ich das schlechte Abschneiden 2006 auf die mäßigen Winde im Norden zurück aber auch darauf, daß offensichtlich der Parkwirkungsgrad schlechter ist als geplant, denn die Summe der Erträge der jeweils tagesbesten Anlage der 10 Windräder hätte das Jahressoll trotz des schwachen Windes erreicht. Zuviele Windräder auf einem Haufen taugen einfach nichts. Gut 5% des Planwertes als Minderertrag führe ich auf diesen Effekt zurück
Der Standort Randowhöhe hat 2006 ebenfalls eher enttäuscht. Ich hoffe es lag dieses Jahr nur an dem unterdurchschnittlichen Windangebot. Auch hier sind recht viele Windräder in der Nähe. Gerade bei schwachem Wind wirkt sich dies besonders negativ aus. Auch Freiheit III hat offensichtlich 2006 unter dem schlechten Wind in Ostdeutschland gelitten.
Frauental und Schliekum kamen 2006 nicht ganz auf die Sollwerte. Bei ersterem könnte die Einfahrphase Anfang 2006 noch nachgewirkt haben. Schliekum II könnte sich zu einem recht guten Windpark entwickeln wenn die Nordex N90 endlich einmal durchlaufen würden.
Trotz des sehr hohen Sicherheitsabschlages hat 2006 Fröhnd am schlechtesten abgeschnitten. Dies kann nicht alleine auf den schlechten Wind 2006 im Schwarzwald zurückzuführen sein, denn andere Anlagen dort laufen ja auch besser. Fröhnd ist ein Beweis dafür, daß Windgutachten bisweilen sehr mit Vorsicht zu genießen sind. Ende 2006 wurde die schlechtere der beiden Anlagen abgebaut in der Hoffnung die verbliebene Anlage sollte zumindest einigermaßen ihre Sollwerte erfüllen können.
Der Vergleich der verschiedenen Standorte deutet an, wie wichtig ein überregionaler Ausgleich ist.
Ich halte es daher für wichtig, Windenergieanlagen möglichst gut gestreut im Land zu verteilen und damit für eine Vergleichmäßigung des Gesamtwindstroms zu sorgen ohne Netzausbau.
Die 100 % Linie stellt die Sollertragsdaten dar. Daß diese für Creußen deutlich höher als z.B für Scholen angesetzt sind, wertet den Standort Creußen mit seinen typischen Binnenwindanlagen NEG Micon NM82/1500 weiter auf.
Trotz eines Schadens an einem Blattlager an einer von drei Anlagen in Creußen, weswegen diese im Mai 2007 fast keinen Ertrag brachte und im Juni 2007 überhaupt keinen und auch im Juli 2007 erst ab dem 17. wieder lief , liegt der Windpark Creußen meist besser als Scholen.
Da sage einer noch einmal, Windkraftanlagen sollte man nur im Norden Deutschlands errichten, wo der Wind weht. Das mag für die Küste zutreffen, für das norddeutsche Binnenland auf jeden Fall nicht. In 2007 liefen in sechs der ersten neun Monate die Windenergieanlagen in Creußen (Bayern) besser als in Scholen in Norddeutschland. Auch 2005 und vor allem 2006 schnitt Bayern besser ab als Norddeutschland, vor allem dann, wenn die Anlagen für das Binnenland optimiert sind wie in Creußen.

Bild 22: Ertragsvergleich der Windparks Creußen und Scholen ( Kommentar zu diesem Bild)

Bildersammlung Creussen

Bild 19 Vergleich prozentualer Monatserträge des Windparks Creussen mit Windindizes
Bild 20 Ertragserwartung verschiedener Windparks in Bezug auf den jährlichen Referenzertag
Bild 20a tatsächliche Standortgüte von zwei Windparks
Bild 21 durchschnittliche Auslastung der Anlagen in verschiedenen Windparks
Bild 21a tatsächliche Auslastung der Anlagen zweier Windparks
Bild 22 Vergleich prozentualer Monatserträge von verschiedenen Windparks
Bild 23 Monatliche Durchschnittsleistung der einzelnen Windenergieanlagen in Creußen
Bild 24 Monatliche Durchschnittsleistung des Windparks Creußen im Vergleich mit der Standardabweichung
Bild 25 Auslastung im Windpark Creußen und Scholen November 2004 als Beispiel hoher Streuung
Bild 26 Auslastung im Windpark Creußen und Scholen Januar 2005 als Beispiel deutlich geringerer Streuung.
Bild 27 Karte der 25 Windregionen gemäß Betreiber-DAtenbasis (IWET)
Bild 27a Veränderung des IWET-Windindex von Basis 1989-2002 (Vers. 99) auf 1975-2004 (Vers. 06)
Bild 27b Veränderung des IWET-Windindex von Basis 1989-2002 (Vers. 99) auf 1975-2004 (Vers. 06)
Bild 27c Veränderung des IWET-Windindex von Basis 1989-2002 (Vers. 99) auf 1975-2004 (Vers. 06)
Bild 28 Auslastung im Windpark Creußen und Scholen Juli 2005 als Beispiel sehr hoher Streuung.