Analyse der Windkrafträder um Dorndiel
Generelle Informationen zu den geplanten Anlagen
Auf dem Windvorranggebiet der Stadt Groß-Umstadt sind nach Angaben der Planer ProReo GmbH aktuell 10 Windkraftanlagen (WKA) mit einer Leistung von 6 – 7 MW geplant[1]. Die genauen Anlagentypen sind bisher nicht bekannt, jedoch hat die Landesenergieagentur Hessen hier die Anlage Vestas V172-7.2 MW als ein mögliches Beispiel für die Visualisierung festgelegt[1]. Diese soll für die folgende Analyse als Beispiel dienen.
Die Windkraftanlage von Vestas V172-7.2 MW ist optimiert für mittlere bis schlechte Windverhältnisse und seit 2022 auf dem Markt erhältlich und sollte damit dem Stand der Technik entsprechen. Nachfolgend die Kennzahlen der Vestas Anlage im Vergleich zu den Angaben von ProReo: [2]
| Planungsdaten von Proreo[1] | Beispiel-Anlage Vestas V172[2] | |
|---|---|---|
| Nennleistung | 6 – 7 MW | 7,2 MW |
| Nabenhöhe | 162 m – 175 m | 114 m - 199 m |
| Rotordurchmesser | 163 m – 175 m | 172 m |
| Gesamthöhe | 246 m – 265 m | 200 m – 285 m |
| Lautstärke | k.A. | Maximal 106,9 dB(A) |
| Min. Windgeschwindigkeit | k.A. | 3 m/s |
| Max. Windgeschwindigkeit | k.A. | 25 m/s |
Tabelle 1 Kennzahlen der Windkraftanlage Vestas Typ V172-7.2 MW im Vergleich zu Daten aus der Informationsveranstaltung in Dorndiel vom 19.09.2023[1] [2]
Windverhältnisse, Leistung und Ertrag einer Beispiel-Anlage
Aus den Herstellerangaben von Vestas folgt, dass die Nabenhöhe der Windkraftanlagen je nach Bedingungen vor Ort variiert werden können. Dies hat einen besonderen Einfluss auf die Windgeschwindigkeiten am Rotorblatt und damit auch direkt auf den Ertrag der Anlagen. Je höher die mittlere Windgeschwindigkeit, desto mehr Energie kann die Anlage im Schnitt produzieren. Proreo gibt als mittlere Windgeschwindigkeiten 5,75 – 6 m/s an, wobei diese Daten aus dem südhessischen Teilregionalplan „Erneuerbare Energien (TPEE 2019)“ entnommen sind[3]. Die typischen Windverhältnisse um das Gebiet von Dorndiel in Abhängigkeit der Höhe können aus dem Energie-Atlas Bayern abgerufen werden und sind in folgender Tabelle zusammen mit den zugehörigen Leistungsdaten des Windrads dargestellt:[4]| Höhe | Mittlere Windgeschwindigkeit | Leistung der Windkraftanlage |
|---|---|---|
| 10 m | 3,29 m/s | 129 kW |
| 100 m | 5,48 m/s | 999 kW |
| 120 m | 5,79 m/s | 999 kW – 1340 kW |
| 140 m | 6,09 m/s | 1340 kW – 1793 kW |
| 160 m | 6,38 m/s | 1340 kW – 1793 kW |
| 180 m | 6,64 m/s | 1793 kW - 2203 kW |
| 200 m | 6,93 m/s | 2203 kW |
Tabelle 2 Mittlere Windgeschwindigkeiten nahe Dorndiel in Abhängigkeit von der Höhe und mittlere Leistung der Windkraftanlagen Vestas Typ V172-7.2 MW bei einer Luftdichte von 1,225 kg/m³[4],[5]
Hier zeigt sich, welchen wichtigen Einfluss die Nabenhöhe für den späteren Ertrag der Anlage hat. Zwischen der kleinsten Nabenhöhe von 114 m und der Größten von 199 m folgt bei unseren Windverhältnissen fast eine Verdopplung der resultierenden Anlagenleistung.
Die vollen 7,2 MW Leistung der Anlage werden erst bei Windgeschwindigkeiten von 13 m/s erreicht[5] und sind daher bei unseren Windverhältnissen eher selten zu erwarten.
Aus diesen Zahlen lässt sich auch eine erste Abschätzung des möglichen Ertrags pro Anlage ableiten. ProReo gibt hier einen Wert von 16 GWh pro Anlage an. Aus den Leistungskurven des Herstellers ergibt sich bei unseren Windverhältnissen ein Ertrag von 19,2 GWh/Jahr bei einer Nabenhöhe von 200 Metern und 9 GWh/Jahr bei einer Nabenhöhe von 115 m.
Mit dieser Energie könnten ca. 5800 Haushalte (Nabenhöhe von 200 Metern, 3,3 MWh/Jahr pro Haushalt[6]) versorgt werden. ProReo gibt hier eine Zahl von 6000 Haushalten in ihrer Analyse an[1]. Durch die Anschaffung von Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen ist tendenziell ein steigender Stromverbrauch pro Haushalt zu erwarten, weshalb diese Zahl noch einmal sinken sollte. Zudem wurden Abschalteffekte z.B. durch Schattenschlag, Naturschutz oder Stromüberschussabschaltungen noch nicht berücksichtigt.
Weiterhin lässt sich aus diesen Leistungswerten eine Abschätzung des Umsatzes pro Anlage ableiten. Aktuell gibt es von der Bundesnetzagentur eine Festlegung des Höchstwerts für die Vergütung von Windenergie von 7,35 ct/kWh[7]. Damit ergibt sich ein Umsatz von 1,5 Mio € pro Jahr und Anlage.
ProReo gab während der Informationsveranstaltung in Dorndiel am 19.09.2023 auf mündliche Nachfrage an, dass der Bau einer Anlage auf etwa 9 Mio. € Kosten abgeschätzt wird. Abzüglich der Betriebskosten und Wartungskosten sollte damit pro Anlage ein Gewinn von etwa 18,2 Mio. € in 20 Jahren erzielt werden können (Annahme: 3% der Investitionskosten für Wartung pro Jahr)[8]. Da eine genaue Kostenaufstellung nicht vorliegt, ist dies nur eine sehr grobe Gewinnabschätzung auf Basis der vorhandenen Daten. Folgende Tabelle fasst die Umsätze und Gewinne nochmals zusammen:
| Nabenhöhe | Geschätzer Ertrag pro WKA | Geschätzer Umsatz pro Jahr pro WKA | Geschätzer Gewinn nach 20 Jahren pro WKA |
|---|---|---|---|
| 114 m | 9,6 GWh | 0,7 Mio € | 2,6 Mio € |
| 150 m | 13,1 GWh | 1,0 Mio € | 8,5 Mio € |
| 164 m | 15,7 GWh | 1,2 Mio € | 12,7 Mio € |
| 175 m | 17,5 GWh | 1,4 Mio € | 15,4 Mio € |
| 199 m | 19,2 GWh | 1,5 Mio € | 18,2 Mio € |
Eine Tendenz wird aus dieser Abschätzung deutlich. Der Gewinn für die Investoren wird deutlich geringer, wenn die Nabenhöhe des Windrads niedriger wird. Kleinere Anlagen wären aufgrund der Hanglage deutlich weniger sichtbar. Es gibt hier also einen Konflikt zwischen Gewinnen der Investoren und den negativen Auswirkungen auf unser Dorf.
[1] Informationsveranstaltung Windenergieplanungen rund um Dorndiel vom 19.09.2023 Link zur Präsentation und Link zur Präsentation der Unternehmen Entega und ProReo
[2] https://www.vestas.com/en/products/enventus-platform/V172-7-2-MW (abgerufen am 26.10.2023)
[3] https://rp-darmstadt.hessen.de/infrastruktur-und-wirtschaft/regionalplanung/regionalplan-suedhessen/teilplan-erneuerbare-energien-2019 (abgerufen am 05.11.2023)
[4] Energie Atlas Bayern https://www.karten.energieatlas.bayern.de/start/?c=500235,5522239&z=13&l=atkis,16e00f5d-9389-417f-a774-7f055fd45d2b&t=wind (abgerufen am 26.10.2023)
[5] Leistungskurve der WKA Vestas Typ V172-7.2 MW auf Nachfrage beim Hersteller
[6] https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/UGR/private-haushalte/Tabellen/stromverbrauch-haushalte.html (abgerufen am 27.10.2023)
[7]https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2022/20221227_Hoechstwerte.html (abgerufen am 27.10.2023)
[8] https://www.windkraft-journal.de/2023/01/02/so-viel-kostet-ein-windrad/171021 (abgerufen am 26.10.2023)
[/KH]