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Windklimatologie

Das Wissen um die Windverhältnisse an einem Windkraftanlagen-Standort ist für Anlagenbetreiber und Investoren von hoher Bedeutung. Um die potenziellen Erträge eines Windparks zu prognosizieren, müssen die lokalen Windverhältnisse bekannt sein. Für die regionale Differenzierung der Windverhältnisse in Deutschland gilt grundsätzlich, dass die Windgeschwindigkeiten von Norden nach Süden wegen der zunehmenden Rauhigkeit abnehmen. Überlagert wird dieser Effekt von den mit der Höhe steigenden Windgeschwindigkeiten. So weisen in NRW Windkraft-Standorte in Höhenzügen wie dem Roothaargebirge, Eggegebirge oder Teutoburger Wald höhere Windgeschwindigkeiten auf, als es aufgrund der Entfernung zur Küste zu erwarten wäre.

 

Aktuelle Windströmung und Windgeschwindigkeiten (300 m ü.Gr.) in NRW

 

Windenergie: Großwetterlage mit vielen Tiefs bringt Rekorderträge

Erste Anhaltspunkte über die aktuelle Windstromerzeugung lassen sich aus der Satelliten-Karte zur aktuellen Großwetterlage ableiten. Vor allem bei zyklonalen Wetterlagen im Frühjahr, Herbst und Winter erzielen Windparks hohe bis sehr hohe Windstrom-Erträge. In Deutschland und Nordrhein-Westfalen überwiegen die Westwind-Wetterlagen. Über einen Vergleich der hier dargestellten Windgeschwindigkeiten über Nordrhein-Westfalen mit der Karte der Großwetterlage über Deutschland und Europa wird der Zusammenhang nachvollziehbar.


Windstrom und Solarstrom ergänzen sich im Jahresgang

Trotz der unterschiedlichen Verteilungen der Windgeschwindigkeiten an verschiedenen Windenergie-Standorten weisen die Monatserträge von Windkraftanlagen einen typischen Jahresgang auf.  Die höchsten Windstromerträge in Deutschland und Nordrhein-Westfalen werden in den verbrauchs- und laststarken Wintermonaten erzielt. Während Wind- und Solarstromerzeugung in den Frühjahr- und Herbstmonaten tendenziell eine ähnliche Größenordnung erreichen, überwiegt in den windschwächeren Sommermonaten die PV-Stromerzeugung. Die Stromerzeugung aus Photovoltaik weist zudem einen Tagesgang auf, der mit der Verbrauchsnachfrage (höchste Stromnachfrage am Mittag) übereinstimmt. Im Jahresverlauf ergänzen sich die Wind- und Solarstromerzeugung deshalb sehr gut. Herausragende Erträge erreichen Offshore-Windparks, die mit rd. 4.000 Vollastbenutzungsstunden das Niveau von Steinkohle-Kraftwerken erreichen.


Standortprognose für Windparks: Mittlere Jahreswindgeschwindigkeit reicht nicht aus

Als wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Eignung von Windparkstandorten gilt die durchschnittliche Jahreswindgeschwindigkeit. Da die Windgeschwindigkeit mit der dritten Potenz in die Leistung einer Windkraftanlage eingeht, ist über die alleinige Angabe des Durchschnittswertes keine belastbare Aussage über die Erträge am Standort möglich. Standorte mit gleichen Jahresdurchschnittswerten der Windgeschwindigkeit können aufgrund der unterschiedlichen Verteilung der Windgeschwindigkeiten über das Jahr deutliche Unterschiede in Bezug auf den jährlichen Energieertrag aufweisen. Zur Beurteilung der Windverhältnisse und Ertragssituation am Standort sind daher zusätzliche Angaben über die statistische Verteilung der standortspezifischen Windgeschwindigkeiten im Jahresgang relevant.