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Kleinwindkraft – Kleinwindkraftanlagen: Qualitätssicherung, Netzeinbindung, Geschäftsmodelle und Information

Das Interesse an Kleinwindrädern ist steigend, steht jedoch einer Vielzahl ungelöster Probleme gegenüber: Unsicherheiten über die Qualität und den zu erwartenden Energieertrag, offene Fragen zu Netzrückwirkungen und geeigneten Wechselrichtern sowie Rechtsunsicherheiten bei der Genehmigung behindern die Entwicklung der Kleinwindkraft hin zu einer marktfähigen Technologie. Ziel des Projekts ist es, technische, rechtliche und organisatorische Fragestellungen zu klären. Die Ergebnisse aus den durchgeführten Untersuchungen werden aufbereitet und gezielt an die im Prozess der Planung, Genehmigung, Errichtung, Netzeinbindung und des Betriebs von Kleinwindkraftanlagen involvierten Stakeholder-Gruppen vermittelt.

Ausgangssituation

Kleinwindenergieanlagen (KWEA) – Windkraftanlagen mit einer vom Rotor überstrichenen Fläche kleiner 200 m² – erfreuen sich zunehmender Beliebtheit: Ende 2012 waren insgesamt 806.000 KWEA mit einer Gesamtleistung von 678 MW weltweit installiert, 76.000 davon wurden im Jahr 2012 errichtet. Der Markt für KWEA in Österreich ist jedoch verhältnismäßig jung und weist daher typische Probleme auf, wie z.B.:

offene Fragen hinsichtlich Qualität und Sicherheit der Anlagen aufgrund fehlender Zertifizierung
unzuverlässige Angaben der Hersteller zur Leistungsfähigkeit der Anlagen
unzureichendes Wissen über die Auswirkungen turbulenter Strömungsbedingungen auf Ertrag und Lebensdauer der KWEA
planungs- und sicherheitstechnische Unsicherheiten bei Einsatz von KWEA in urbanen Gebieten
uneinheitliche Genehmigungsbedingungen sowie fehlende Erfahrungen der Behörden

Projektverlauf

Projektziel war es daher, zur Verbesserung dieser Situation beizutragen und technische, rechtliche und organisatorische Fragestellungen zu klären. Durch die Schaffung fundierter Grundlagen und die Einbeziehung relevanter Stakeholder, sollte letztlich erreicht werden, dass sich qualitativ hochwertige Kleinwindkraftanlagen auf dem Markt etablieren und einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten können.

Zur Bearbeitung dieser Fragestellungen wurde mit der Errichtung des Energieforschungsparks Lichtenegg und Durchführung technischer Messungen bzw. mit der Klärung rechtlicher und organisatorischer Rahmenbedingungen ein deutlicher Beitrag zur Unterstützung dieser noch jungen Technologie geleistet. Das interdisziplinär zusammengesetzte Projektkonsortium bearbeitete im Einzelnen folgende Aufgaben:

Prüfung bestehender Zertifizierungsstandards bzw. Entwicklung eines geeigneten vereinfachten Standards zur Sicherstellung der Qualität von Kleinwindkraftanlagen
Standardisierte Vermessung der Leistungskennlinien und Evaluierung der Betriebserfahrungen in einer Langzeituntersuchung von fünf Kleinwindkraftanlagen.
Entwicklung eines Kriterienkatalogs geeigneter Wechselrichter für Kleinwindkraftanlagen und Untersuchungen der Netzrückwirkungen
Schaffung von Markttransparenz durch Veröffentlichung der Daten einheitlich vermessener Kleinwindkraftanlagen und von Langzeit-Betriebserfahrungen
Entwicklung gezielter Informationen (Leitfäden und Schulungen) für Gemeinden als Baubehörden, (potenzielle) Kunden bzw. Planer und Errichter von Kleinwindkraftanlagen
Einheitliche rechtliche Auslegung und Definition von Förderungskriterien
Entwicklung eines Geschäftsmodells für Kleinwindkraftanlagen (Planung, Errichtung, Netzeinbindung, Stromabnahme)

Ergebnisse

Im Projekt wurde ein vereinfachtes Zertifizierungsverfahren für KWEA als kostengünstige Alternative zur Vollzertifizierung nach internationaler Norm entwickelt, das die wichtigsten Kriterien einer KWEA – Qualität, Betriebssicherheit, Leistungsfähigkeit und Netzrückwirkungen – abdeckt. Als Grundlage wurde der „Anforderungskatalog für die Aufstellung und den Betrieb von kleinen Windkraftanlagen – KWEA“ verwendet. Dieser deckt bereits einzelne Teilbereiche wie Sicherheit, Statik und technische Unterlagen ab, eine Überprüfung der Leistungsfähigkeit und der Betriebsfestigkeit ist jedoch nicht vorgesehen. Da diese Punkte für potenzielle KäuferInnen wesentliche Entscheidungskriterien darstellen, wurden folgende zusätzliche Untersuchungen für ein vereinfachtes Zertifizierungsverfahren vorgeschlagen und an 13 KWEA durchgeführt:

Langzeitevaluierung der KWEA zur Überprüfung der Qualität und Betriebssicherheit
Vermessung der Leistungskennlinie nach IEC 61400-12 zur Überprüfung der Herstellerangaben hinsichtlich Leistung und Energieertrag
Untersuchung der Stromqualität von KWEA in Anlehnung an die EN 50438 zur Sicherstellung der Netzverträglichkeit bei Verbindung mit dem Verteilernetz

Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen im Energieforschungspark Lichtenegg bestätigen die Notwendigkeit einer unabhängigen Zertifizierung von KWEA, denn nur 6 der insgesamt 13 getesteten KWEA konnte hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Betriebsfestigkeit gute bzw. sehr gute Ergebnisse erzielen. Darunter befinden sich auch die KWEA der österreichischen Hersteller Schachner Wind GmbH (Schachner SW5) und Mischtechnik Hoffmann & Partner KG (Ecovent 10 kW).