Fraunhofer IWES und GERICS mit neuem Forschungsprojekt zu Untersuchung klimatischer Windveränderungen und Einfluss auf Windenergie-Standortbewertung
Bei der Planung eines Windparks sind Ertragsgutachten wichtig, um die Windbedingungen am Standort abzuschätzen und unter Berücksichtigung verschiedener Aspekte die voraussichtlichen Energieerträge zu berechnen. Grundlage hierfür sind meist historische Winddaten sowie Messdaten, die im Planungsprozess in die Zukunft extrapoliert werden. Doch durch den fortschreitenden Klimawandel könnten historische Daten weniger aussagekräftig für die Zukunft sein. Im Projekt „KliWiSt“ untersucht das Fraunhofer IWES gemeinsam mit dem Climate Service Center Germany (GERICS), den Einfluss des Klimawandels auf die Windenergie-Standortbewertung. Zudem sollen konkrete Handlungsempfehlungen für die zukünftige Ermittlung von Ertragsgutachten für Windparks daraus abgeleitet werden.
Windgeneratoren hinter Häusern bei Berge, Prignitz – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
Die Vereinten Nationen haben mit dem Pariser Abkommen COP21 Klimagrenzen gezogen, um die Treibhausgasemissionen so zu reduzieren, dass sich die Erwärmung der Erdatmosphäre bis zum Ende des Jahrhunderts auf deutlich unter zwei Grad gegenüber den vorindustriellen Werten begrenzen lässt. Um diese Klimagrenzen einzuhalten, ist der Ausbau der Windenergienutzung in Europa und auch in Deutschland von zentraler Bedeutung. Die Durchschnittstemperatur ist bereits jetzt um etwa 1° C angestiegen und wird weiter steigen. Dadurch verändern sich auch die großräumigen Windbedingungen. Bisherige Analysen von Klimaprojektionen legen den Fokus oft auf Temperatur und Niederschlag, weniger auf das Windpotenzial und beziehen sich zudem auf die zweite Hälfte des 21. Jahrhunderts.
Im Forschungsprojekt KliWiSt analysieren die Projektpartner klimatische Veränderungen des Windes in den kommenden 50 Jahren sowie deren mögliche Auswirkungen auf die Erträge von Windparks. Sie fokussieren sich hierbei auf eine Untersuchung der Veränderung von ertrags-relevanten Parametern durch den Klimawandel, die in der Standortbewertung und der Aktualisierung der Standortgüte im Betrieb für existierende und zukünftige Windenergieprojekte betrachtet werden. Der Hauptfokus wird dabei naturgemäß auf der Komponente des Windpotenzials liegen. Daneben sollen auch andere ertrags-relevante Aspekte, wie z.B. der klimawandel-bedingte Einfluss auf Flugbedingungen von Fledermäusen, Zugvögeln oder auch auf Vereisungsrisiken zusammengetragen und analysiert werden. Klimaprojektionen zeigen Veränderungen meteorologischer Parameter unter dem weiter voranschreitenden globalen Klimawandel. „Erneuerbare Energien sind sehr sensitiv gegenüber Veränderungen dieser Parameter, da sie vor allem von der Verfügbarkeit von Wind, Sonne und Niederschlag abhängig sind“, erläutert Thomas Remke vom Climate Service Center Germany (GERICS) – eine selbstständige wissenschaftliche Organisationseinheit des Helmholtz-Zentrums Hereon.
Aus den Ergebnissen werden neue Empfehlungen für die Berücksichtigung von Klimaunsicherheiten in der Windparkplanung abgeleitet. Mit den Klimaveränderungen ist es erforderlich, die bestehenden Berechnungsgrundlagen zu überprüfen. „Im Projekt KliWiSt wollen wir zentrale Fragestellungen für eine genauere Projektierung von Windparks untersuchen: Welche Schwankungen im Ertrag sind in Zukunft durch den Klimawandel in Deutschland zu erwarten? Sind diese Klimaschwankungen schon heute in den Standortgutachten genau genug berücksichtigt und wie sollten diese durch den Klimawandel bedingten Änderungen sinnvoll in Ertragsgutachten der Zukunft berücksichtigt werden?“, erklärt Projektkoordinator Martin Dörenkämper vom Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES. Das Projekt zum Einfluss des Klimawandels auf den Wind wird daher einen Beitrag dazu leisten, die Windparkplanung weiter zu optimieren und die Windparks von morgen durch die Berücksichtigung von bereits heute absehbaren Veränderungen durch den Klimawandel an diese Bedingungen anzupassen.
Fraunhofer IWES
Das Fraunhofer IWES sichert Investitionen in technologische Weiterentwicklungen durch Validierung ab, verkürzt Innovationszyklen, beschleunigt Zertifizierungsvorgänge und erhöht die Planungsgenauigkeit durch innovative Messmethoden im Bereich der Windenergie und Wasserstofftechnologie. Derzeit sind rund 250 Wissenschaftler/-innen und Angestellte sowie mehr als 100 Studierende an fünf Standorten beschäftigt: Bremerhaven, Hannover, Bremen, Hamburg und Oldenburg.
Climate Service Center Germany (GERICS)
Das Climate Service Center Germany (GERICS) wurde im Jahr 2009 von der Bundesregierung im Rahmen der „Hightech-Strategie zum Klimaschutz“ ins Leben gerufen und am Helmholtz-Zentrum Hereon eingerichtet. Seit Juni 2014 ist GERICS eine selbstständige wissenschaftliche Organisationseinheit des Helmholtz-Zentrum Hereon. Das interdisziplinäre Team am GERICS entwickelt wissenschaftlich fundiert.
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