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Windkraft mit Vollast: Wartung, Wetter, Bedarf

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Windkraft mit Vollast: Wartung, Wetter, Bedarf

21.03.13  12:42 | Artikel: 955315 | Proteus Fach-Artikel

Windkraft mit Vollast: Wartung, Wetter, BedarfVor einigen Tagen meinte ein bekennender Windkraft (und Energiewende) Gegner zu mir: “Warum müssen wir die Landschaft verspargeln, wenn die Anlagen nur 2.140 Stunden im Jahr in Betrieb sind – und die restlichen 3/4 des Jahres still stehen?” In Ermangelung eines anderen Zahlenmaterials habe ich die Aussage erst einmal so hingenommen, ging es mir im Gespräch viel mehr um das Thema bedarfsgerechte Stromerzeugung. Längst die Argumentation vergessen, bin ich durch Zufall jetzt wieder auf diese Zahl gestoßen und stelle fest, dass mein Gegenüber wohl Zeitstunden mit Volllaststunden verwechselt hat. Richtig ist tatsächlich, viele Onshore-Windräder haben um die 2.140 Volllaststunden. Diese hängen von Faktoren wie Wartung, Wetter und Bedarf ab….

Ich meine in den nächsten Minuten des Gespräches mich an so Worte erinnern zu können, dass man ja ständig durch Landschaften fährt, wo Windräder gerade still stehen. Psychologisch leicht zu erklären, dass mir an den letzten beiden (windstarken) Tagen auch nur still stehende Windräder aufgefallen sind – die drehenden hat mein Gehirn irgendwie ausgeblendet. Nochmal: 2.140 Volllaststunden bedeutet !nicht!, dass die Windräder in der restlichen Zeit still stehen.

Die Definition des Begriffes Volllaststunden kann man bei Wikipedia nachlesen. Vereinfacht handelt es sich um eine rechnerische Größe. Angenommen ein Kraftwerk würde zu jeder Zeit mit Vollgas arbeiten können, dann käme es in einem Jahr auf 8.760 Volllaststunden. Wird ein Kraftwerk mit halber Leistung permanent betrieben, so kommt es auf die Hälfte = 4.380 Volllaststunden.

Turbinen arbeiten in einem gewissen Bereich, so sind Halblasten eher normal, da die zusätzlichen Kosten für mehr Kapazität bezahlbar sind. Betreiber tendieren daher eher etwas mehr Nennleistung (Kapazität) zu verbauen, auch wenn damit die Volllaststunden rechnerisch nach unten gehen. Am Beispiel einer heimischen PV-Anlage (ca. 908 Vh) lässt sich dies einfach erklären. Warum soll man nicht mehr Zellen aufs Dach packen, wenn man damit an einem bewölkten Tag auch noch etwas Sonne erntet? Die Vh-Zahl ist dem Betreiber egal, da letztendlich die Ertragsmenge zu den Herstellungskosten im Verhältnis stehen müssen (s.h. auch Beitrag bei 7x7energie). Dimensioniert man eine Windkraftanlage nach der zu erwartenden Windmenge, so erreicht man 4.450 Vh, wie die Offshore Anlage Alpha Ventus im Jahre 2011 gezeigt hat.

Das Ranking der Energieträger nach Volllaststunden führt die Kernenergie an (7.710 Vh). Damit zeigt dieser Kraftwerkstypus aber auch einer der Schwächen: Die Stromerzeugung lässt sich in ihrer Menge nicht steuern. Die Folge war zu Zeiten der AKW-Blüte ein massiver Ausbau von Verbrauchskapazitäten, die gesteuert werden konnten. Pumpspeicherkraftwerke und Nachtspeicherheizungen sind Relikte dieser Zeit. Die Spargel in der Landschaft bringen den entscheidenden Vorteil der regelbaren Erzeugung. Windräder haben sehr große, drehende Teile, die bei höherer Last auch einen höheren Verschleiß haben.

Neben der gewollten Überdimensionierung oder der bewussten Ertragsanpassung auf den Bedarf, reduziert auch die Wartung und Störungen die Volllaststunden. Bei Fraunhofer IWES wurden zwischen 2006 und 2011 der Zustand von Windkraftanlagen systematisch per Befragung ausgewertet (s.h. Ergebnisse bei Upwind.eu). Im Resultat lassen sich Windkraftwerke durchaus mit anderen Stromerzeugern vergleichen, die Werte sind mit Biogasanlagen und Wasserkraftwerken vergleichbar. Eine Kanadische Studie, die mir leider nur in Papierform vorliegt, beschreibt einen signifikanten Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Fehleranfälligkeit. Verglichen wird die sogenannte durchschnittliche Zeit zwischen schweren Störungen (s.h. Wikipedia Mean Time Between Failures-MTBF) im Vergleich zu den Windgeschwindigkeiten und der Stromernte, das Ergebnis ist eine fast doppelt so lange Zeit, wenn die durch Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) die Ernte um 10% reduziert wird.

Einen wichtigen Anwendungszweck haben die Volllaststunden allerdings: Sie erlauben die Kapazitätsplanung. Unabhängig davon, ob es sich um Windkraft oder PV handelt, können die Volllaststunden genutzt werden um eine Kapazitätsplanung für ein gesamtes Gebiet vorzunehmen. Der richtige Mix der Energieträger entscheidet dann, wie viel Speicherkapazität notwendig ist, um dem tatsächlichen Lastgang zu folgen.


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Autor: Thorsten Zoerner

blog.stromhaltig.de

Thorsten Zoerner betreibt den Blog stromhaltig.de. Einen Großteil seiner Fachartikel veröffentlichen wir regelmäßig auch hier auf unserer Seite. Thorsten Zoerner ist Gründungsmitglied der Energieblogger.



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erneuerbare Energien | Windkraft | Technik

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