Windstrom (WKA)

Beeinträchtigung von Windparks untereinander größer als bisher angenommen

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Dass sich Windenergieanlagen (WEA) gegenseitig, um eine nautische Redensart zu verwenden, den „Wind aus den Segeln“ nehmen können, ist bekannt. WEA entziehen dem Wind Energie und sorgen für Verwirbelung. Beides reduziert die Leistung der nachfolgenden WEA.

Für die Entwickler von insbesondere Offshore-Windparks ist es daher wichtig zu wissen, in welchem Abstand die WEA optimal aufgestellt werden müssen. Untersuchungen darüber laufen.

Wenn Turbinen größer werden, nehmen auch die Beeinträchtigungen der nachfolgenden Turbinen zu, und so haben die Ingenieure im Laufe der Zeit immer größere Abstände empfohlen. Zwar gibt es Rechenmodelle zur Berechnung der optimalen WEA-Abstände, aber sobald neue, größere Generation von Turbinen eingeführt wird, betreten sie Terra incognita: ein Szenario, das außerhalb des Bereichs ihrer Kalibrierdaten liegt.

Wie Net Zero Watch [1] berichtete, habe ein neues Arbeitspapier des Erneuerbare-Energien-Beraters ArcVera [2] ergeben, dass die Nachlaufeffekte hinter den riesigen Turbinen, die jetzt in Betrieb genommen werden, viel schlimmer sein werden als bisher angenommen. Die gängige technische Weisheit ist, dass es einen Leistungsverlust von 10-15% für eine Turbine geben wird, die weniger als 2 km gegen den Wind einer anderen platziert ist. ArcVera geht davon aus, dass neue Windparks Verluste von bis zu 25% in einer Entfernung von 10 km (!) erleiden könnten.

Das Papier ist ein weiteres Modell, das noch einer empirischen Validierung bedarf. Aber sollte sich das Modell in Praxis bestätigen, sind die Auswirkungen auf Windparks, die in Betrieb genommen werden, sehr ernst. Die Turbinen müssen viel weiter voneinander entfernt aufgestellt sein, und Windparks müssen auch weiter voneinander entfernt sein. Dies wird die Kosten einer schon von Natur aus teuren Technologie noch weiter erhöhen. Die Kosten tragen letztlich die Stromkunden.

 

[1] https://www.netzerowatch.com/offshore-wind-its-more-expensive-than-we-thought-2/?mc_cid=c1ef5f63f3

[2] https://arcvera.com/wp-content/uploads/2022/08/ArcVera-White-Paper-Estimating-Long-Range-External-Wake-Losses-WRF-WFP-1.0.pdf

 

Ausbau der Offshore Windenergieanlagen macht weiterhin Reservekraftwerke erforderlich

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Die EU plant, ihre Offshore Kapazitäten bis 2050 auf 300 Gigawatt zu verzwanzigfachen. Deutschland wolle seine Kapazitäten bis 2030 auf 35 Gigawatt erhöhen, sagte Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck [1]. Im Jahr 2021 betrug die deutsche Kapazität etwa 7,7 GW.  2045 sollen nach den Plänen der Bundesregierung dann mindestens 70 Gigawatt zur Verfügung stehen.

Doch es bedarf keines technischen Sachverstandes für die Einsicht, dass auch durch Zubau von Windenergieanlagen keine sichere Stromversorgung erreicht werden kann, denn Null mal unendlich viele Anlagen, die alle auf Wind warten, bleibt im Ergebnis gleich Null. Gleich, über wieviel Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen Deutschland verfügt, der Windstrom ist nicht grundlastfähig, dazu bedarf es entweder eines kapazitätsmäßig geeigneten Energiespeichers oder von Reservekraftwerken auf der Basis von Fossilenergie. Energiespeicher ausreichender Größe sind nicht vorhanden und wird es aus Kostensicht auch nicht geben. Die Wasserstofferzeugung auf hoher See mittels Windstrom ist gegenwärtig science fiction.

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Windparks beeinflussen das Mikro-Klima

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Windparks sollen weltweit auf Tausende von km2 anwachsen und mit einer Leistungsdichte von über 30 MW/km2 installiert werden. Windenergieanlagen werden immer größer, mit 12 MW, sogar 25 MW Nennleistungen und Nabenhöhen von 200 Metern.

Allein in der deutschen Nordsee sollen die Kapazitäten bis zum Jahr 2050 auf 50 bis 70 Gigawatt ausgebaut werden. Allerdings ist dies nicht unumstritten, denn neben möglichen Folgen solcher Anlagen für Mikro-Klima und Meerestiere sind die Windturbinen auch nicht unbegrenzt dicht platzierbar: Windkraft wandelt Windenergie in Elektrizität um und entzieht so der Luft diese Energie. Jede Windturbine nimmt der hinter ihr stehenden Anlage buchstäblich den Wind aus den Rotoren.

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Offshore-Windparks können Seevogelarten zum Aussterben bringen

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Die Royal Society for the Protection of Birds (RSPB) Scotland [1] beklagte, dass das Ausmaß neuer Offshore-Windenergieanlagen-Parks „einige Seevogelarten zum Aussterben bringen könnte“. Anlass zur Kritik gab die Bekanntmachung von Crown Estate Scotland am 17.01.2022, dass 17 neue Offshore-Windprojekte im Rahmen des ScotWind-Verfahrens genehmigt wurden. Das bedeutet, dass in den kommenden Jahren Hunderte neuer Turbinen an Schottlands Küste eingesetzt werden.

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Flatterstrom auch bei dreifachem Ausbau der Windenergie-Anlagen

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Leserbrief zum Artikel „Schutz für Vögel vor Rotoren“ im General-Anzeiger vom 5. Mai 2021

Es ist eine unumstößliche Tatsache, dass Windenergieanlagen auf Wind angewiesen sind. Bleibt er aus, erzeugen die Anlagen keinen Strom. In den ersten vier Monaten dieses Jahres erreichten sämtliche Onshore-Windenergie- und Solaranlagen im Mittel zusammen gerade mal 18 Prozent ihrer Maximalleistung. Auf das ganze Jahr bezogen erreichten die Onshore-Windenergieanlagen in Deutschland im Mittel etwa 1600 Volllaststunden. Das Jahr aber hat 8760 Stunden, an denen Strom bereitgestellt werden muss. Auch wenn der Ausbau der Windenergieanlagen um das Dreifache erhöht wird, wird sich an der „Flatterhaftigkeit“ der Windstromerzeugung nichts wesentlich ändern, weil der notwendige Wind ausbleibt (Abb.). Es gibt zwar Tage, an denen Strom sogar über den Bedarf hinaus erzeugt wird, aber eben auch Tage, an denen die Stromerzeugung komplett ausfällt. Das aber bedeutet, um die Stromversorgungssicherheit dauerhaft zu gewährleisten, müssen konventionelle Kraftwerke ständig in Betrieb gehalten werden und zwar mit einer Kapazität, die mindestens der Grundlastversorgung von etwa 45000 MW entspricht. Wobei natürlich auch weiterhin CO2 emittiert wird. Deshalb ist es schlicht nicht wahr, wenn es im Text heißt. „Wenn Deutschland das Ziel erreichen will, Mitte der 2040er Jahre kein Kohlendioxid mehr auszustoßen, muss die Windenergieleistung an Land auf etwa die dreifache der heutigen Menge steigen.“

Fiktive Stromerzeugung bei dreifachem Ausbau der erneuerbaren Energien, Quelle: Schuster Vernunftkraft

Auch ist es eine Illusion zu glauben, Vögel könnten vor Rotoren geschützt werden, zumal, wenn der Windenergieanlagen-Ausbau zunimmt.

Der Leserbrief erschien am 10.5.2021 im General Anzeiger Bonn.

Entgegen der Prognose steigen die Kosten von Windenergieanlagen

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Die Strompreise in Deutschland stiegen zu Jahresbeginn 2021 um 2,6 Prozent, obwohl die Bundesregierung viel Geld für zur Stabilisierung des Strompreises bereitstellt hat, um die EEG-Umlage zu deckeln, die jetzt 6,5 Cent pro Kilowattstunde beträgt. Dieser Betrag macht allein ca. 22 Prozent des Strompreises aus, der nach Merkel Aussage in 2011 bis 2020 nicht höher als 3,5 Cent pro Kilowattstunde sein sollte.  Die teure Förderung der erneuerbaren Energien Wind und Solar, die Kosten der Abregelung, die negativen Stromkosten (Zahlungen an Nachbarländer, die unseren überschüssigen Strom abnahmen), tausende Kilometer neuer Netzleitungen und Erdverkabelung haben dazu geführt, dass eine Kilowattstunde Strom für den Endverbraucher nirgendwo in der Europäischen Union so viel kostet wie in Deutschland. Der Strompreis hat, wenn nicht eingegriffen wird, noch längst nicht das „Ende der Fahnenstange“ erreicht. 

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Unbequeme Wahrheiten über die Offshore-Windenergie

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Es besteht die weit verbreitete Ansicht, irgendwo in Europa bläst immer hinreichend Wind für den Betrieb der Windkraftanlagen. Wenn nicht auf dem Festland, so dann aber bestimmt auf hoher See, auf der Nordsee. Eine Ansicht, die zu dem Schluss verleitet, es müsse nur genug Anlagen auf Land (Onshore) und auf See (Offshore) geben, um eine sichere, ausreichende Stromversorgung zu gewährleisten. Ein mächtiger Irrtum. Wir haben diesen Aspekt bereits wiederholt thematisiert, wegen neuerer Daten greifen wir ihn erneut auf.

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Deutschlands Stromerzeugung trifft die bedrohliche Versorgungslücke

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Ein bei EIKE am 20.6.2020 veröffentlichter Beitrag von Axel Robert Göhring betrachtete die Situation an einem Tag des Jahres 2020.
Die Überschrift dieses Artikels: „Ein Tag im Deutschland des Energiewende-Wahnsinns“.

Auszüge aus diesem sehr aufschlussreichen Beitrag:
Gewählt wurde der 17. Juni 2020 (der kein Feiertag mehr ist); Uhrzeit 7:38 MEZ.
Der Elektroenergiebedarf belief sich zu dieser Minute auf 51 Gigawatt (= 51.000 Megawatt).
o Davon wurden aus fossilen (Erdgas, Kohle, Öl) und nuklearen Quellen bereitgestellt:
oo   12,74 % aus Kernenergie; (mit einer Nutzung von 80,05 % von deren  installierter Leistung).
oo   32,58 % aus Kohle: ……….(mit einer Nutzung von 37 ,58 %    “       “                    “               “      ).
oo   19,13  %  aus Erdgas: ….    (mit einer Nutzung von 32,66 %     “       “                    “              “      ).

Das waren 64,45 % des gesamten, oben genannten Elektroenergie-Bedarfs.

Der Rest sollte sich dann eigentlich auf  regenerative  Energiequellen (sogenannte „erneuerbare Energien“) verteilen – aber so war es keineswegs:
oo   1,73 % lieferte die Windkraft (mit einer Nutzung von 1,45 % von deren installierter Leistung)
oo   4,24 % kam von Wasserkraft (mit einer Nutzung von 44,98 % “       “               “                 “        ).
oo   2,43 % trug der Solarstrom (mit einer Nutzung von 2,54 % von dessen installierten Leistung) bei.
oo   8,39 % kam aus Biomasse (Biogasanlagen) (mit der Nutzung von 52,35 % ihrer   “          “       ).
oo   minus 2,4 % benötigten die Pumpspeicherkraftwerke, die gerade gefüllt wurden.

Alle diese Erzeuger lieferten somit nicht etwa 100 % des gesamten Bedarfs an elektrischer Energie, sondern
nur 78,84 %. Es fehlen also knapp ein Viertel des Strombedarfs zu diesem Zeitpunkt – und diese Menge musste aus teuren Stromimporten (zum Beispiel Kernkraftstrom aus Frankreich und Kernkraftstrom und Kohlestrom aus Tschechien).“

Ergänzende Bemerkungen von G. Keil:
Auch für die Bundesregierung gelten die Gesetze der Physik. So bestimmt das Kirchhoffsche Gesetz, dass  es im Stromnetz ein präzises Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und – Verbrauch in jeder Sekunde geben muss. Bei Verletzung dieser Regel bricht die Stromversorgung zusammen – der sog. totale, landesweite Blackout – oder
zumindest die blitzschnelle Abschaltung von Großverbrauchern wie Industriebetriebe und Städte durch die Netzbetreiber; also lokale Blackouts.
Auch die Überproduktion von Strom – vor allem durch Windräder bei Starkwind – ruiniert die Netzstabilität in gleicher Weise.
Die ziemlich verzweifelte Lösung: Stromimporte aus den Nachbarländern. Sich aber immer darauf zu verlassen, ist fahrlässig. Denn es zeichnet sich bereits ab, dass diese Nachbarn ihre gesamte Stromproduktion zu bestimmten Zeiten – speziell im Winter – selbst benötigen.

Die Stilllegung der „schmutzigen“ Kohle- und auch Gaskraftwerke (letztere werden wegen politisch verursachter Unrentabilität, Stichwort EEG, aufgegeben) und der sauberen Kernkraftwerke wird diese höchst unsichere Importabhängigkeit weiter verstärken. Und für Neubauten mit „negativer Rendite“ gibt es keine Kapitalanleger .
Dann also Staatskraftwerke ? Selbst dieses Extrem einer Planwirtschaft würde etwa 6 Jahre brauchen, bis diese Anlagen ans Netz gehen könnten.
Bis dahin aber würde es eine Kette von Blackout-Katastrophen geben.
Wir werden es wohl erleben.
Günter Keil

Das waren 64,45 % des gesamten Elektroenergie-Bedarfs.    

Windkraft tötet: Massenvernichtung

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Zehntausende Vögel, hunderttausende Fledermäuse und Milliarden Insekten sterben jedes Jahr durch Windkraftanlagen in Deutschland. Infraschall, von den immer größeren Flügeldurchmessern der Windräder, führt immer häufiger zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen und Erkrankungen bei Menschen. Das Entsorgungsproblem von ausgedienten Windkraftanlagen ist ungelöst. Wer das offen problematisiert, wird in Deutschland als sogenannter Klimaleugner verfolgt. Ich bin so einer.

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Entwicklung der Einspeise-Managementmaßnahmen

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Jede Stromentnahme aus dem Stromnetz würden die in nur in engen Grenzen konstant zu haltende Spannung und Frequenz des Stromes beeinträchtigen, wenn nicht die Stromentnahme durch Stromnachlieferung ausgeglichen würde. Ein Zuviel an Strom im Netz ist aus gleichem Grund unzulässig. Dann sind Abregelungen von Stromerzeugern notwendig.

Die Netzbetreiber sind daher gesetzlich ermächtigt und verpflichtet, bestimmte Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Sicherheit und Zuverlässigkeit des Elektrizitätsversorgungssystems zu ergreifen. Man unterscheidet zwischen Redispatch-Maßnahmen, Einspeisemanagement und Anpassungsmaßnahmen. Bei Redispatch erfolgt eine Drosselung oder Erhöhung der Stromeinspeisung von Kraftwerken unter Ersatz der Kosten für den Erzeuger. Beim Einspeisemanagement erfolgt eine Abregelung von Stromeinspeisung aus Erneuerbaren Energien- und KWK-Anlagen auf Veranlassung des Netzbetreibers, ebenfalls unter Entschädigungsleistungen für den/die Erzeuger. Bei Anpassungsmaßnahmen werden auf Verlangen des Netzbetreibers – ohne Entschädigung – Stromeinspeisungen und/oder Stromabnahmen angepasst, wenn andere Maßnahmen nicht ausreichen.

Im Juni sei es nach einem Bericht der F.A.Z. [1] mehrmals zu chaotischen Zuständen im deutschen Netz gekommen, die nur mit Hilfe aus den Nachbarländern beseitigt werden konnten. An drei Tagen bestand nach Angaben der Netzbetreiber eine „starke Untereinspeisung, die zu einem Absinken der Netzfrequenz im gesamte europäischen Verbundnetz führte.“ Die Systemsicherheit sei gefährdet gewesen.

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