Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
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Windressourcen, Standort-
bewertung, Ökologie
3.1 Einleitung
In diesem Kapitel werden Produktions- und Umweltaspekte der Windenergie behandelt. Zu-
nächst wird dargestellt, wie dieWindressource an einemStandort mit gängigenMethoden und
mit Reanalysedaten bestimmt wird. Es folgt eine einfache Berechnung des Jahresenergieer-
trags einer Windenergieanlage. Es wird dargestellt, wie in einem Windpark die gegenseitige
Abschwächung berechnet wird. Nachfolgend werden die Emissionen der Windenergieanlagen
dargestellt, auf Schall- und Schattenemissionen wird dabei ausführlich eingegangen. Es wer-
den zwei Programme genannt, mit denen Windparks geplant werden. Es werden die Techni-
schen Richtlinien der FGW und die IEC 61400 genannt, die die Messprozeduren und andere
Verfahren im Zusammenhang mit Windenergieanlagen vorgeben. Die Umwelteinflüsse wer-
den durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) geregelt, das darauf aufbauende
Genehmigungsverfahren wird skizziert. Es werden Übungsaufgaben mit Lösungen gegeben.
3.2 Windressourcen
Nachfolgend werden die Windressourcen, ihre Berechnungen und die daraus folgenden Ener-
gieerträge dargestellt.
3.2.1 Globales Windsystem und Bodenrauigkeit
Die Hauptwindrichtung in Europa ist Südwest bis West. Dies ist die Folge aus dem globalen
Windsystem. Die Sonne und die Neigung der Erdoberfläche relativ zur Sonne, beschreibbar
mit dem Cosinus der geografischen Breite plus der Deklination der Sonne, treiben das System
durch unterschiedliche Erwärmungen an. Am Äquator ist es warm, die Luftdichte ist gering,
die Luft steigt auf, es herrscht ein Tiefdruckgebiet. Am Pol ist es kühl, die Luft sinkt ab, es
herrscht ein Hochdruckgebiet. Unterschiedliche Drücke erzeugen Luftströmungen in großer
Höhe vom Äquator zum Nordpol und gleichermaßen zum Südpol. Am Boden fließt die Luft
in umgekehrter Richtung zurück. Der Luftkreislauf ist geschlossen. Die Erddrehung erzeugt
die Corioliskraft. Diese erzeugt auf der Nordhalbkugel eine Ablenkung nach rechts. Auf der
Breite der Azoren ist die Ablenkung so groß, dass die Luft in der Höhe ihren Weg nach Nor-
den nicht mehr fortsetzt, sondern es zu einem aerodynamischen Kurzschluss kommt. Die Luft
