Verdichtete Leistung

ERNEUERUNG Das Repowering alter Windparks ist für viele Betreiber eine interessante Option. Siemens liefert für erste Projekte im Norden der Republik leistungsstarke Anlagen. Die Ergebnisse sind für alle Beteiligten positiv.

19. April 2007

Ganz im Nordwesten Schleswig-Holsteins, dort wo die steife Brise stetig über die platte Landschaft bläst, unternahm die deutsche Windbranche Ende der 80er-Jahre ihre ersten Gehversuche. Direkt hinter den Deichen Nordfrieslands gingen die ersten netzgekoppelten Windenergieanlagen (WEA) des Landes in Betrieb und viele produzieren noch heute umweltfreundlichen Strom. Weil diese Altanlagen meist an sehr guten Windstandorten stehen, denken viele Betreiber darüber nach, ihre alten Maschinen durch neue, leistungsstärkere zu ersetzen.

Siemens Wind Power hat zwei erste, richtungweisende Repowering-Projekte in Nordfriesland mit modernen WEA beliefert. Bereits im Frühjahr 2006 gingen in Braderup nördlich von Niebüll vier Maschinen mit je 2,3 MW Leistung sowie vier 3,6-MW-Windturbinen ans Netz. Die modernen Siemens-WEA haben 15 alte Windräder mit je 750 kW Leistung ersetzt.

Die Bilanz dieses ersten nordfriesischen Repowering-Projektes ist beeindruckend: Mit der Hälfte der Anlagen und einer verdoppelten Leistung kann der dreifache Stromertrag erwirtschaftet werden.

Nur wenige Kilometer entfernt, in der Gemeinde Galmsbüll, entsteht nun ein zweites Repowering-Projekt, das ebenfalls von Siemens beliefert wird. Bereits vor fünf Jahren haben sich dort acht Betreiber von Altanlagen mit der Gemeinde zusammengesetzt, um die Chancen für ein Repowering auszuloten. Schnell wurde die Idee geboren, den neuen Windpark unter Beteiligung der Bürger von Galmsbüll zu realisieren.

Unter der Leitung der Geschäftsführer Jess Jessen und Thorsten Levsen wurde die Bürgerwindpark Galmsbüll Betriebs KG gegründet. Ein Drittel der Anteile an dem neuen Windpark sollte ohne Aufschlag an die Einwohner und Landeigentümer in der Gemeinde verkauft werden. Ein Angebot, das auf reges Interesse stieß: 240 Bürger zeichneten eine Beteiligung mit einer Mindesteinlage von 2.500 €. Bei insgesamt 650 Einwohnern kann man ohne zu übertreiben davon ausgehen, dass in Galmsbüll jede Familie an dem Repowering-Projekt beteiligt ist.

14 MASCHINEN ERSETZEN 34

Das Projekt setzt auch sonst neue Maßstäbe: Insgesamt 34 alte WEA mit einer Leistung bis zu 450 kW werden oder wurden durch neue ersetzt. Die Betreiber entschieden sich für 14 moderne Maschinen von Siemens. Zum Einsatz kommen diverse Anlagentypen: Sieben WEA vom Typ SWT-2.3-93 mit jeweils 80 m Nabenhöhe, 93 m Rotordurchmesser und je 2,3 MW Leistung sollen im Frühjahr ihren Betrieb aufnehmen.

Bereits im Dezember 2006 gingen sieben Multimegawattanlagen vom Typ SWT-3.6-107 mit 80 m Nabenhöhe ans Netz. Diese Flaggschiffe aus der Siemens-Windkraftflotte haben eine Leistung von je 3,6 MW und einen Rotordurchmesser von107 m. Die Rotorblätter überstreichen mit 9.000 m2 eine Kreisfläche, die größer als ein Fußballfeld ist. Die neue 3,6-MW-Maschine erlebt in den beiden Repowering-Projekten Nordfrieslands ihren ersten kommerziellen Einsatz. Bald werden sie auch auf dem Meer Premiere feiern: am Standort Burbo Banks an der Westküste Englands sollen 25 dieser WEA bis Ende des Jahres ans Netz gehen.

Die Initiatoren des Bürgerwindparks sind also in doppelter Hinsicht Pioniere: Sie realisieren eines der ersten Repowering-Projekte der Republik, und das mit einer brandneuen Generation leistungsstarker Dreiflügler. Weil sie sich schon früh um die Unterstützung der Gemeinde kümmerten, gab es auch bei der Genehmigung kaum Probleme. Speziell die Zustimmung der Behörden, eine Gesamthöhe der Anlagen von über 100 m zuzulassen, ist ein Schlüssel für den Erfolg. Bei einer Nabenhöhe von 80 m erreicht der Rotor der 3,6-MW-Maschine an seinem höchsten Punkt eine Höhe von 133,5 m. In vielen Regionen Deutschlands ist die Gesamthöhe von neuen Anlagen auf 100 m begrenzt. An solchen Standorten würde sich ein Repowering kaum lohnen. Dies ist auch ein Grund, warum in Deutschland bisher nur wenige Projekte realisiert wurden. Nach Berechnungen des Deutschen Windenergie-Instituts entfielen nur 6 % der im Jahre 2006 in Deutschland installierten Windkraftleistung auf Repowering-Projekte.

Insgesamt gingen im vergangenen Jahr zwischen Flensburg und Lörrach 1.208 WEA mit rund 2.233 MW ans Netz. Deutschland liegt damit in der Rangliste der internationalen Windkraftmärkte knapp hinter den USA (2.454 MW) und vor Indien (1.840 MW). Das Problem: Während es in den USA oder Indien noch reichlich unbebaute, windhöffige Flächen gibt, sind hierzulande die besten Standorte bereits besetzt.

Bis zu 3.000 Anlagen der ersten Generation, vorwiegend an Küstenstandorten, könnten nach Schätzungen des Bundesverbandes WindEnergie schon heute repowert werden. Das Landschaftsbild würde durch den Ersatz zahlreicher kleiner Anlagen durch wenige neue, leistungsstarke Maschinen spürbar entlastet. Gleichzeitig könnte der jährliche Stromertrag um einen Faktor zwischen drei und vier ansteigen.

Das Problem: In vielen Behörden ist die Botschaft über die Chancen des Repowerings offenbar noch nicht angekommen. Mit starren Höhenbegrenzungen und Abstandsregelungen erschweren sie den Ersatz durch moderne Maschinen und verhindern, dass die aus volkswirtschaftlicher Sicht effizienteste Technik zum Einsatz kommt. Grundsätzlich gilt die Daumenregel, dass pro Meter Nabenhöhe der Ertrag um ein Prozent ansteigt. Engpässe gibt es zudem in den Stromnetzen. Besonders im Norden der Republik herrscht in den Verteilnetzen bei hohem Windaufkommen Stau. Bis neue Leitungen gebaut werden, müssen Betreiber neuer Windparks dem ›Erzeugungsmanagement‹ zustimmen. Das bedeutet, dass der Netzbetreiber Anlagen drosseln oder ganz abschalten kann, wenn die Netze zu überlasten drohen. Für Initiatoren von Repowering-Projekten kann dies zu empfindlichen Verlusten führen.

Auch die Windenergietechnik muss sich den Anforderungen an einen sicheren Betrieb der Stromleitungen stellen. Siemens Wind Power ist mit seinen Maschinen bestens darauf vorbereitet.

Die in den Repowering-Projekten eingesetzten WEA sind mit einem Vollumrichter, dem ›NetConverter‹, ausgestattet. Dies ermöglicht einen Generatorbetrieb mit variabler Drehzahl, Frequenz und Spannung bei einer Leistungsabgabe mit konstanter Spannung und Frequenz. Die damit bestückten Anlagen sind besonders netzverträglich und erfüllen alle auf dem Markt gültigen Netzanschlussregelungen. Bei netzfehlerbedingtem Spannungseinbruch können sie den Betrieb fortsetzen und so zur Netzstabilität beitragen.

Durch den drehzahlvariablen Betrieb erfüllen die Anlagen zudem die geforderten Schall-Immissionswerte. »Garant für die hohe Leistungsfähigkeit und die lange Lebensdauer sind zudem die nach dem IntegralBlade-Verfahren aus glasfaserverstärktem Kunststoff in einem Stück gefertigten Rotorblätter. Es gibt keine Klebefugen und damit auch keine Schwachstellen«, betont Siemens.

INTERVIEW MIT NORBERT GIESE, SIEMENS WIND POWERes: Welche Chancen bietet das Repowering für den deutschen Windmarkt?

Neben sicher noch einigen tausend Megawatt Greenfield Development ist das Repowering an Land eine große Chance, vorhandene Windkraftstandorte mit weniger Anlagen intensiver zu nutzen. Wenn nur 50 Prozent der installierten Flotte mit der doppelten Leistung repowert würden, gäbe es ein Potenzial von rund 20.000 Megawatt neuer Windenergieleistung in den kommenden zehn bis 15 Jahren allein in Deutschland.

es: Wann lohnt sich das Repowering für den Betreiber?

In der Regel erst dann, wenn die Windenergieanlagen zehn Jahre oder älter sind und wenn diese den Finanzierungszeitraum verlassen haben. Ältere Anlagen an sehr guten Standorten haben möglicherweise schon früher den Zeitraum der im Erneuerbare-Energien-Gesetz festgelegten höheren Vergütungsstufe verlassen und bekommen jetzt nur noch sechs Cent pro Kilowattstunde. Auch hier kann sich Repowering durchaus lohnen. Zu berücksichtigen sind natürlich außerdem die Kosten in zusätzliche Infrastruktur wie verstärkte Netzanschlüsse oder eventuell neue Umspannwerke. Letztlich muss der Einzelfall kalkuliert werden.

es: Wird das Repowering ein bedeutender Absatzmarkt für Siemens werden?

Schon in den Jahren 2004 bis 2006 hatten wir kleinere Projekte in Bremen, Niedersachsen und Schleswig-Holstein repowert, damals mit maximal drei neuen Siemens-Windenergieanlagen. In den Jahren 2006 und 2007 haben wir im Nordwesten von Nordfriesland zum ersten Mal in größerem Maßstab alte Anlagen durch neue ersetzt. So wie diese Region am Ende der 80er-Jahre eine Pionierregion für moderne Windenergieanlagen war, so hat sie heute Vorbildcharakter im Bereich Repowering. Für uns wird Repowering eine bedeutende Rolle einnehmen.

Mittelfristig in Deutschland und langfristig weltweit gilt es, vorhandene Windenergie-Standorte mit der jeweils neuesten Technik effektiv zu nutzen.

es: Welche Hindernisse gibt es hier?

Häufig gibt es administrative Hemmnisse wie Höhenbegrenzungen oder Mindestabstände. Bei diesen Punkten wird, wie schon Anfang der 90er-Jahre, wieder viel Aufklärungsarbeit in den Kommunen vor Ort notwendig sein. Den Leuchtturmprojekten in Nordfriesland kommt daher eine bedeutende Rolle zu. Hier können die Bürger mit eigenen Augen erfahren, dass nach dem Repowering nur noch halb so viele Anlagen stehen, die - weil sie größer sind - ihre Rotorblätter langsamer und damit ruhiger im Wind drehen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2007