In der aktuellen Fortschreibung des Landesentwicklungsprogrammes (LEP IV) hat sich die rot-grüne Landesregierung zum Ziel gesetzt, Windenergie und Photovoltaik massiv auszubauen. Als Ziel setzt man sich, bis 2030 den gesamten im Bundesland verbrauchten Strom aus regenerativen Energiequellen zu erzeugen. Da die regenerativen Energiequellen nicht grundlastfähig sind, also weder permanent verfügbar sind und der Strom nicht für längere anhaltende Dunkelflauten gespeichert werden kann, bedeutet dieses Ziel anders formuliert: Es kann nur dann Strom verbraucht werden, wenn welcher erzeugt werden kann.
Wir sollten uns also auf eine Stromrationierung und Blackout-Phasen einstellen.
Die Grafik zeigt, die Planung des LEP IV für unsere Region.
- Rote Quadrate sind Mittelzentren, der gelbe Kreis zeigt an, dass der Ort freiwillig mit den Plänen kooperiert.
- Den rosa eingefärbten Bereichen wird ein Siedlungsabstand von 900m zugesichert (zu WEAs? PVs?)
- Die Montabaurer Höhe ist als Erholungs- und Tourismusgebiet grün schraffiert.
- Montabaur ist als Entwicklungsschwerpunkt markiert.
- „WEA Ausschlußzonen“ gibt es in unserer Region keine – die gelten nur für das Welterbe Oberes Mittelrheintal.
Lohnt sich Windenergieausbau in unserer Region überhaupt?
Karte der mittleren Windgeschwindigkeiten in 160m Höhe über dem Grund
- Die auf der Haiderbach Höhe bereits genehmigten Windenergieanlagen befinden sich in einem Waldgebiet das 5,8-6,2 m/s Windgeschwindigkeit im Mittel erreicht.
- Die in Vallendar und Weitersburg geplanten, aber laut SGD Nord Karte noch nicht genehmigten Anlagen, werden in einer Zone mit 5,8-6,0 m/s mittlerer Windgeschwindigkeit liegen. Anlagen, die kleiner als 160 m sind, wären an diesen Standorten komplett unwirtschaftlich.
- Für die Montabaurer Höhe liegen die mittleren Windgeschwindigkeiten höher, zwischen 6,2 und 7,0 m/s.
Quelle: Energieportal SGD Nord, Vattenfall Projektseite Vallendar/Weitersburg
Umgerechnet bedeutet das Windgeschwindigkeiten zwischen 20 und 25 km/h – auf der Beaufort Windskala ist das eine „Frische Brise“.
Verglichen mit den norddeutschen Tiefland Regionen ist das wenig – dort werden in einer Höhe von ca. 150m mittlere Windgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/s gemessen, was einer „Starken Brise“ auf der Beaufort Windskala mit ca 36 km/h entspricht.
Doch nicht nur die mittlerere Windgeschwindigkeit sollte betrachtet werden, sondern auch
- die Anzahl windreicher nutzbarer Tage
- die Anzahl Tage, wo wegen zu hoher Windgeschwindigkeiten (Orkan) abgeschaltet werden muß
- die Anzahl Tage, wo wegen geringer Windgeschwindigkeiten kein Strom geliefert wird. Gegebenenfalls müssen dann aber die Rotoren per Dieselaggregat angetrieben werden. Es muß also Energie für den Betrieb aufgewendet werden, um eine Schädigung der Anlage zu verhindern.
Quelle: Global Windatlas https://globalwindatlas.info/en
Ertragsminderung durch negative Strompreise 2023
Je mehr Windenergieanlagen installiert werden, umso größer wird die STROMÜBERPRODUKTION an windreichen Tagen. Dann müssen Anlagen abgeschaltet werden. Die EEG Ertragsvergütung entfällt dann ab einer Zeitspanne von 4-6 Stunden. Bei Neuanlagen nach dem 01.01.2021 entfällt die EEG Zulage schon nach 4 Stunden. Es muß also mit mehr abgeschalteten Windenergieanlagen gerechnet werden, deren Ertrag an windreichen Tagen mit Überproduktion zunehmend geringer ausfällt.
Quelle: Anemos Gesellschaft für Umweltmeteorologie mbH, Wind- und Ertragsindex Report 2023 https://www.anemos.de/de/index.php
In welchem Bereich arbeiten Windenergieanlagen rentabel?
Die Windstärke wird in der Beaufort-Skala in 13 verschiedene Bereiche eingeteilt, dabei werden Windgeschwindigkeiten zwischen 6 – 38 km/h als Brise bezeichnet, ab einer Geschwindigkeit von 39 km/h spricht man von Wind, über 75 km/h von Sturm.
Eine Windgeschwindigkeit von 20 km/h entspricht 5,5 m/s und damit einer mäßigen Brise.
- Eine Windeenergieanlage würde bei einer konstanten 365/24h Windgeschwindigkeit von ca 48 km/h am effektivsten Strom produzieren, Dies ist nur in der Theorie möglich, denn das wird praktisch nirgendwo erreicht. Das bedeutet: die Nennleistung einer Anlage wird selten bis nie erreicht.
- Bei einer Windgeschwindigkeit von weniger als 15 km/h wird kein nutzbarer Strom geliefert.
- Bei Windgeschwindigkeiten ab ca 90 km/h muß eine Anlage abgeschaltet werden.
- An den geleisteten Volllaststunden von ca 1800h in Deutschland läßt sich die Windintensität ermitteln und daraus die durchschnittliche Leistung von ca 16-20% der Nennleistung ableiten. Eine Windenergieanlage mit 3 MW Nennleistung liefert durchschnittliche also 500-600 kW.
- Mehr dazu hier: https://www.vernunftkraft.de/statistik/
Bildquelle: https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=100390&lv2=100310
Die tatsächliche Leistung (in kW) einer Windenergieanlage schwankt mit der Windgeschwindigkeit:
Je mehr Wind, umso höher die Stromproduktion – allerdings ist dieser Zusammenhang nicht linear sondern kubisch!
Die Leistung in kW ändert sich mit der 3. Potenz der Windgeschwindigkeit, sie verachtfacht sich also, wenn sich die Geschwindigkeit verdoppelt. Und reduziert sich auch in diesem Verhältnis.
Wenn eine Windenergieanlage bei 12m/s 100% der Nennleistung (3000-5000 kW) erbringt, dann bringt die halbe Windgeschwindigkeit von 6m/s gerade noch 1/8, also 12,5% der Nennleistung. Bei 3m/s 1/64 werden also 1,6% der Nennleistung erzielt.
Was bedeutet dies konkret für Windenergieanlagen in unserer Region?
Die folgenden Daten zu den Windgeschwindigkeiten der Jahre 2021-2023 wurden bei Meteostat für Montabaur und Höhr-Grenzhausen (stellvertretend gibt es einen Datensatz für Bendorf) abgefragt. Gemäß der Beaufort Skala wurde die Anzahl der Tage abgelesen, die sich als Windstille bis leichte Brise, schwache Brise bzw mäßige Brise klassifizieren lassen. Stärkeres Windaufkommen haben wir in unserer Region gar nicht oder äußerst selten (Großwetterlage „Schwerer Sturm über Deutschland“).
| 2021 | Anzahl Tage Wind < 12 km/h (bis 3,4 m/s) | Anzahl Tage Wind 12 – 19 km/h (3,4 -5,4 ms/s) | Anzahl Tage Wind >= 20 km/h (über 5,5 m/s) |
| Montabaur | 251 | 98 | 16 |
| Höhr-Grenzhausen | 251 | 104 | 10 |
| 2022 | |||
| Montabaur | 240 | 107 | 18 |
| Höhr-Grenzhausen | 236 | 119 | 10 |
| 2023 | |||
| Montabaur | 134 | 175 | 57 |
| Höhr-Grenzhausen | 216 | 134 | 16 |
Von den letzten drei Jahren war 2023 das windreichste, allerdings wehte bei uns die meiste Zeit nur eine leichte bis schwache Brise, Tage mit 20 km/h und mehr waren selten. Trägt man die Anzahl der Tage mit einer bestimmten Häufigkeit in einem Histogramm auf, erkennt man eine sogenannte Weibull-Verteilung:
Die meisten Tage hatten eine geringere bis mittlere Windintensität mit deutlich weniger als 20 km/h bzw 5,5 m/s. An all diesen Tagen würde eine Windenergieanlage mit 5000 kW Nennleistung nicht mehr als maximal 12,5% dieser Leistung erbringen, also maximal 625 kW.
Fazit
Wir leben hier insgesamt gesehen in einer Schwachwindregion, in der verhältnismäßig selten Windgeschwindigkeiten von 20 km/h und mehr erreicht werden. Die notwendigen 12 m/s, die nötig wären, damit eine Windenergieanlage Strom im Bereich Ihrer Nennleistung erzeugen könnte, werden gar nicht erreicht. Höchstens punktuell, wenn ein Sturm über unser Land zieht und einzelne Böen die Rotoren schneller antreiben.
Den größten Teil der Zeit würden die teuren Anlagen insgesamt nur wenig Strom liefern können. An Tagen, an denen ein Maximum produziert würde, herrscht aber i.d.R. eine Großwetterlage, die auch anderen Regionen eine hohe Windintensität beschert und von dortigen Anlagen dann ebenfalls maximale Erträge im Rahmen der Gegegebenheiten zu erwarten wären. Zusammengenommen wird an solchen Tagen inzwischen durch die hohe Anzahl installierter Windenergieanlagen (Stand 2024 ca 30 000) schnell mehr erzeugt, als zum selben Zeitpunkt verbraucht werden kann – ohne Speichermöglichkeit muß diese Überproduktion entweder kostenpflichtig entsorgt oder einzelne Anlagen abgeschaltet werden. Das bedeutet für unsere Region, dass solche Starkwindtage (ohne Speichermöglichkeit) aufgrund von Abregelung möglicherweise noch weniger liefern würden als die Schwachwindtage – nämlich gar nichts.
Warum baut man trotzdem immer mehr Windenergieanlagen in Schwachwindregionen wie unsere? Weil durch hohe Subventionen Millionenbeträge „verdient“ werden können – sogar ohne dass man etwas „liefern“ muß.
Ist das wirtschaftlich sinnvoll? Nein.