Windenergiepotenziale - regional hochaufgelöst mit dem Windszenario-Tool WiSTl

Das größte technische Potenzial zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien hat die Nutzung der Windenergie. Deswegen wird mit zunehmender Dekarbonisierung der Stromerzeugung vor allem der Anteil der Windstromerzeugung steigen. Dafür ist die exakte Bestimmung des Potenzials relevant, das mit dem Windszenario-Tool WiSTl der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE) deutschlandweit räumlich hochaufgelöst ermittelt wird. Die daraus ableitbaren Leistungsdichten sind abhängig von Standort und Anlagentyp und werden auf Europa übertragen.

Im Windmodell werden verschiedene Parameter berücksichtigt. Erstens wird der Anlagentyp standortscharf abhängig von der Windhäufigkeit bestimmt. Dies geschieht anhand der potenziellen Volllaststunden (VLS) mit der Weibull-Verteilung zu den Windgeschwindigkeiten vom Deutschen Wetterdienst.

Damit wird eine deutschlandweite Standortklassifikation erzeugt. Diese Standortklassifikation wird an dem Bestand an Windenergieanlagen der Jahre 2014 bis 2016 und Angaben zur Stromerzeugung in der Literatur validiert. Für 2016 ist eine Stromerzeugung von 70,4 TWh bei einem mittleren Wetterjahr ermittelt worden.

 

Poster Windenergiepotenziale

Poster: Windenergiepotenziale regional hochaufgelöst

Zweitens sind das Potenzial und die Leistungsdichte stark abhängig von der Größe der verfügbaren Fläche. Deshalb werden mit WiSTL in unterschiedlichen Läufen entweder kleine Gebiete beispielsweise Windeignungsgebiete oder großflächige Regionen, die auf einer Weißflächenanalyse basieren, modelliert. Der Zubau in kleinen Flächen wird stark optimiert (nachfolgend Einzelanalyse), wohingegen großflächige Regionen mit einem einheitlichen WEA-Raster modelliert werden (nachfolgend Flächenanalyse). Bei der Modellierung werden die Anlagentypen entsprechend der Standortklassifikation und die Standorte in Wäldern berücksichtigt. Im Wald ist der Abstand der Anlagen größer als in anderen Regionen. Durch die Berücksichtigung des Standortes, der verfügbaren Fläche und des Anlagentyps ergeben sich unterschiedliche Leistungsdichten, die in Waldgebieten abhängig vom Anlagentyp zwischen 13 – 24 MW/km² im Rahmen der Einzelanalyse und zwischen 8 – 16 MW/km² im Rahmen der Flächenanalyse liegen. Außerhalb von Wäldern ist die Leistungsdichte durch den kleineren Abstand zwischen den Anlagen höher. Sie reicht von 21 – 42 MW/km² im Rahmen der Einzelanalyse bis zu 19 – 37 MW/km² im Rahmen der Flächenanalyse.

In dem Projekt eXtremOS werden die Leistungsdichten auf die europäischen Länder übertragen. Es wird eine Weißflächenanalyse mit Hilfe von Geodaten zu Schutzgebieten, wie Daten des Natura 2000 Projektes und der Common Database on Designated Areas und der Flächennutzung aus den Daten des Corine Land Covers generiert. Die Standortklassifikation der Anlagentypen wird anhand der Wetterdaten aus dem COSMO-EU/ICON-EU Modell des Deutschen Wetterdienstes ermittelt. Mit dem Übertrag der Leistungsdichten auf die europäischen Länder werden die Windpotenziale europaweit bestimmt.

Im Anschluss an die differenzierte Modellierung der Potenziale wird ein Modell des tatsächlichen Zubaus unter der Berücksichtigung des Anlagentyps implementiert. Des Weiteren ist die Ermittlung regionaler Einspeisezeitreihen für verschiedene Jahre und Anlagentypen geplant, um die Stromerzeugung zeitlich und räumlich aufgelöst zu bestimmen.

 

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