Für bis zu 55.000 Haushalte? Megawindrad dreht sich bald mit 310 Meter Durchmesser

In Kürze:

• 26 Megawatt Nennleistung, 185 Meter Nabenhöhe, 310 Meter Rotordurchmesser – das sind die Eckdaten vom Rekordwindrad im Bau.
• Es soll laut Hersteller 55.000 Haushalte versorgen können. Doch jedes Windrad hat auch Nullstunden.
• Die Daten zu den Volllaststunden Europas zeigen, was die Turbinen auf dem Kontinent zu leisten imstande sind.

Die größte und zugleich leistungsstärkste Windkraftanlage der Welt steht momentan an Dänemarks Küste. Die Turbine mit der Bezeichnung „SG DD-276“ von Siemens Gamesa hat einen Rotordurchmesser von 276 Metern und besitzt eine Nennleistung von 21,5 Megawatt (MW).

Rotorfläche von 10,5 Fußballfeldern

Doch diese beiden Rekorde könnte schon bald der chinesische Hersteller Dongfang Electric in den Schatten stellen. Die neue Windkraftanlage auf See wird laut Berichten 26 MW Nennleistung haben, die Gondel befindet sich auf 185 Meter Höhe, die Rotorblätter seien rund 150 Meter lang.

So ergibt sich ein Rotordurchmesser von 310 Metern, was einer Rotorfläche von rund 75.500 Quadratmetern oder 10,5 Fußballfeldern entspricht.

Aktuell laufen die Vorbereitungen für die Montage des riesigen Prototyps vor der Küste der chinesischen Provinz Fujian. Vor ihrem Transport zu einer Testanlage Anfang August hatten die Rotorblätter im Mai Belastungstests bestanden.

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Versorgung von 55.000 Haushalten?

Laut Angaben des Herstellers soll die Rekordanlage pro Jahr insgesamt 100 Millionen Kilowattstunden (kWh) Strom erzeugen. Das würde für die Versorgung von 55.000 Haushalten reichen. Andere Quellen gehen von nur 77 Millionen kWh Jahresproduktion und rund 40.000 Haushalten aus. Das sind allerdings nur errechnete Jahresdurchschnittswerte. Oftmals sind manche technische Herstellerangaben optimistisch angesetzt.

Auf dem Meer weht der Wind normalerweise stabiler als am Land, da hier keine Bäume, Berge oder Bauwerke im Weg stehen. Doch auch auf hoher See gibt es Zeiten mit Flaute. Dann stehen die Windkraftanlagen still und erzeugen keinerlei Strom. Das zeigte der Diplomingenieur Wilfried Heck anhand von Winddaten vom Juli 2010. Rund 45 Kilometer vor der Küste der Insel Borkum herrschten demnach in jenem Sommermonat mehrtägige Phasen mit absoluter Windstille.

Wie viele Volllaststunden eine Windturbine erreicht, hängt stark von ihrem Standort ab. Vor deutschen Küsten kann deren Anzahl laut dem „Fraunhofer-Institut“ bis zu 4.500 betragen. In anderen Ländern können bei besseren Windbedingungen auch bis zu 5.200 Stunden pro Jahr möglich sein.

Dabei ist zu bedenken, dass sich eine Volllaststunde nicht nur aus der Zeit ergibt, in der eine Anlage mit voller Leistung läuft. Sie kommt auch dann zustande, wenn die Anlage beispielsweise 2 Stunden lang mit halber Leistung oder 4 Stunden mit einem Viertel der möglichen Leistung Strom generiert. Mit dieser Einheit wird die Jahresleistung ausgedrückt.

Diese aufaddierte Zählweise lässt jedoch nicht erkennen, wie viele Stunden im Jahr sich ein Windrad schnell, durchschnittlich, langsam oder gar nicht dreht. Mit anderen Worten: Volllaststunden sind eine Schwarz-weiß-Aussage. Bei 5.200 Volllaststunden ergibt sich rechnerisch, dass sich das Windrad in den übrigen 3.560 Stunden des Jahres nicht dreht. Gut 40 Prozent der Zeit bekommen bis zu 55.000 Tausend Haushalte also keinen Strom von dem neuen Megawindrad.

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Nullstunden ungewiss

Ein genauer Durchschnittswert der jährlichen Nullstunden liegt allerdings nicht vor. „Prokon“, die größte Energiegenossenschaft Europas, die Windstrom anbietet, gibt eine Anlagenverfügbarkeit von durchschnittlich rund 97 Prozent an. Prokon besitzt insgesamt 75 Windparks. Davon befinden sich 59 in Deutschland, 14 in Polen und zwei in Finnland.

Mit der angegebenen Anlagenverfügbarkeit ist gemeint, dass eine Anlage in dieser Zeit bereitsteht, um Strom zu produzieren. In 3 Prozent der Zeit oder in 263 Stunden pro Jahr ist sie beispielsweise für Wartungsarbeiten außer Betrieb genommen. Genaue Daten, wann sich die Windräder während der Zeit der Anlagenverfügbarkeit auch wirklich drehen, liegen nicht vor. Strom generieren sie bekanntlich nur bei ausreichenden Windgeschwindigkeiten.

Ein Stillstand einer Windkraftanlage muss aber nicht immer auf zu schwachen Wind zurückzuführen sein. Der Grund hierfür kann auch eine Abschaltung bei Stromüberschuss in den Netzen sein. Das kommt gerade in Deutschland im Sommer zur Mittagszeit immer wieder vor, wenn der Strom aus Photovoltaik in die Netze drückt.

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Keine dauerhafte Versorgung möglich

Wenn angegeben wird, dass eine Windkraftanlage eine bestimmte Anzahl an Haushalten versorgen kann, vermittelt dies den Eindruck, dass ein Windkraftwerk diese Anzahl an Verbrauchern rund um die Uhr mit Strom versorgen könnte.

Da eine Windkraftanlage auch eine gewisse Anzahl an Nullstunden hat, kann sie streng genommen nicht einen gewöhnlichen Haushalt an jedem Tag und zu jeder Tageszeit mit Strom versorgen. Bei Flaute müssen andere Kraftwerke einspringen und ihren Strom zur Verfügung stellen.

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Auf ganz Europa gerechnet sind die Zahl der Volllaststunden und die Auslastung deutlich geringer als bei einem einzelnen Windrad. So belief sich die mittlere tägliche Windstromproduktion im Mai in Europa auf rund 935 Gigawattstunden (GWh). Die daraus resultierende Dauerleistung entsprach knapp 39 Gigawatt (GW).

Da im Mai Windkraftanlagen mit rund 284 GW installierter Leistung in Betrieb waren, ergab das der Rechnung zufolge nur 3,3 Volllaststunden täglich. Die Auslastung für Anlagen auf See lag bei 16,2 Prozent, bei Anlagen an Land bei 13,3 Prozent.

Auf dem Portal „WindEurope“, der zentralen Interessenvertretung der europäischen Windindustrie, ist täglich die Windleistung vom Vortag einsehbar. Ebenso gibt es einen Einblick in die Windstromerzeugung der einzelnen Staaten. Hier sind teils deutliche Schwankungen zu erkennen. So hatten alle deutschen Windräder am 11. August rund 74 GWh an Windstrom eingespeist. In der Vergangenheit gab es auch schon Tage mit weit über 500 GWh, an wieder anderen lediglich 10 GWh.