Drehzahlen von WEA
05.01.2018Bei der Arbeit an einem Poster ist mir ein Aspekt aufgefallen, der die Drehzahl von WEA betrifft. Es gibt wohl unterschiedliche Lauftypen, solche mit konstanter Geschwindigkeit und solche mit variabler Geschwindigkeit. Bei der Studie von technischen Daten von Schwachwindanlagen bin ich über die Tatsache gestolpert, dass solche WEA mit Getriebe über möglichste große Windgeschwindigkeitsbereiche mit konstanter Drehzahl laufen. Andere werden zunehmend mit dem Wind schneller.
Es gibt diverse offene Fragen zur Problematik Fledermäuse und Windkraft, die bisher noch nicht untersucht wurden. Im Rahmen der RENEBAT-Untersuchungen zum Beispiel wurden ausschliesslich Enercon-WEA untersucht. Diese sind als einzige WEA ohne Getriebe. Alle anderen WEA haben ein Getriebe. Macht das Getriebe einen Unterschied? Oder sind die Laufeigenschaften moderner WEA generell unterschiedlich im Vergleich zu den untersuchten E70/80? Manche meinen es ergeben sich andere Geräusche beim Betrieb, die unter Umständen Fledermäuse anlocken. Dies kann ich aus meinen Erfahrungen nicht nachvollziehen. Aber das sind dennoch wichtige Aspekte, wie kann man die RENEBAT-Studien ansonsten auf moderne WEA übertragen.
Stark vereinfacht und soweit sich das recherchieren lies, unterscheiden sich wohl primär getriebelose von Getriebe-WEA. Im Folgenden werde ich daher der Einfachheit halber diese beiden Typen von WEA gegenüberstellen. Ich würde mich sehr freuen, wenn mir Hersteller oder Betreiber Anlagenspezifische Parameter zu kommen lassen, d.h. eine Kurve wie auch in diesem Artikel oder aber SCADA-Daten mit Windgeschwindigkeit und Drehzahl.
Drehzahlen: Getriebe- versus Getriebelose WEA
Zumindest gibt es bei den Schwachwindanlagen und, soweit aus den Datenblätterrn ersichtlich, auch für die modernen “normalen” WEA-Typen mit Getriebe einen möglicherweise hochrelevanten Unterschied zu den Getriebelosen WEA. Zahlreiche moderne Getriebe-WEA sind darauf ausgelegt, bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten mit hoher Umdrehungszahl zu laufen. Es gibt quasi eine optimale Umdrehungszahl, die über eine möglichst große Spanne von Windgeschwindigkeiten möglichst konstant bleibt. Erst bei sehr großen Windgeschwindigkeiten ändert sich die Drehzahl. Getriebelose Anlagen wie die E70 und E82 steigern mit zunehmender Windgeschwindigkeit die Drehzahl, insofern sind gerade bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten diese WEA langsamer drehend. Genaue Daten hierzu sind nicht öffentlich verfügbar, da es dabei um Anlagenoptimierungen geht, die die Hersteller geschützt halten. Die folgende Grafik muss daher nicht absolut korrekt sein, soll aber den Unterschied verdeutlichen.
Für die Fledermäuse kann dieses Laufverhalten eine direkte Auswirkung haben. Die Rotorflügel sind im Falle der konstant-schnell drehenden WEA bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten sehr schnell. Da im RENEBAT-Projekt Getriebe-lose Enercon-Anlagen untersucht wurden, können die Umdrehungsunterschiede bei Getriebe-WEA zu höheren Schlagzahlen führen.
Geschwindigkeit der Rotorspitzen und Blätter
Es ist jedoch bisher nicht untersucht worden, ob oder in wie weit die tatsächliche Geschwindigkeit des Rotors die Wahrscheinlichkeit des Fledermausschlags beeinflusst. Der Unterschied der Rotorspitzen-Geschwindigkeit kann bei modernen großrotorigen WEA (110 bis 140 m Durchmesser) mehr als 100 km/h bei für Fledermäuse relevanten Windgeschwindigkeiten betragen (im Vergleich zu E70/82). Neben der höheren Geschwindigkeit der Rotorspitzen wird mit zunehmender Drehzahl auch der Luftraum häufiger durch einen Flügel durchstrichen. Für Fledermäuse nimmt daher das Zeitfenster ab, in dem sie ohne vom Flügel getroffen zu werden, durch den Rotorbereich fliegen können. Das zeigt auch die folgende Abbildung:
Klar zu erkennen ist, dass die tatsächlichen Drehgeschwindigkeits-Unterschiede sehr entscheidend sind dafür, wie gefährlich der Aufenthalt im Rotorbereich für Fledermäuse ist. Genaue Laufdaten der WEA, die ja prinzipiell auch vorliegen, müssten dringend ausgewertet werden.
Selbst wenn es nur einen geringen Einfluss gibt, bedeutet dies, dass die Schlaggefährdung aber höher liegen kann. Bei Minderungsmassnahmen müsste dies dann jedoch berücksichtigt werden, da ansonsten mit falschen Parametern gearbeitet wird. Die Betriebsgenehmigung ist damit angreifbar und im schlimmste Falle hat dies das Erlöschen der Genehmigung zur Folge.