Windenergie to go - neue EOL iPhone App

Brandaktuell und passend zur Energiedebatte in Deutschland: die Win(d)Scout App von EOL energie-online.de GmbH zum kostenlosen Download im Apple App Store.

Kassel – Das Timing könnte nicht besser sein: Just entschließt sich die Bundesregierung die Kernkraftwerke vom Netz zu nehmen und den Ausbau der Energieversorgung mit Erneuerbaren Energien voranzutreiben, bieten die Unternehmen EOL energie-online.de und CUBE Engineering GmbH ihre eigene App Wind(d)Scout zum Thema „Windenergienutzung in Deutschland“ für Endgeräte des Herstellers Apple (iPhone / iPod Touch / iPad) an. Das Thema lag durch die 20-jährige Expertise der Firmen auf der Hand: Die Windenergie muss im Mittelpunkt stehen. Die Nutzer können sich informieren, wo und wie stark der Wind in Deutschland weht, welchen jährlichen Energieertrag eine Anlage erbringt, wie viele CO2-Emissionen sie vermeidet und wo die mehr als 15.000 Windenergieanlagen (WEA) deutschlandweit  stehen.

Windpotentiale via App
Über die Windverhältnisse an einem beliebigen Standort in Deutschland gab es bislang keine Informationen für das Smartphone. Genau das leistet der Win(d)Scout! Gleich wo der Nutzer steht, erscheinen in seinem Display die aktuellen Windverhältnisse, wahlweise am eigenen Standort oder mittels manueller Standortwahl an jeder beliebigen Stelle in Deutschland (Google-Karte).

Windenergieanlagen maßgeschneidert
Einen allgemeinen Überblick über die Verteilung der durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten bietet das Farbraster der Deutschland-Karte, das dem Nutzer gleich auf dem ersten Screen der App hilft, seine virtuelle Windenergieanlage an jedem beliebigen Standort zu positionieren oder eine Aussage darüber zu erhalten, ob sich das Aufstellen einer Windenergieanlage am aktuellen Standort lohnt. Auf dem zweiten Screen kann der Nutzer nach vorheriger Standortwahl die Windenergieanlage über Multitouch konfigurieren und/oder im Einstellungsbereich genau seine Wunsch-Kennzahlen einstellen (von der kleinen kW-Anlage eines Privathaushalts bis zur großen Multi-MW-Anlage eines Energieversorgers). Die App berechnet unmittelbar die Wind- und dazu noch die Ertragsverhältnisse der konfigurierten Anlage sowie die vermiedenen CO2-Emissionen.

Wegweiser für Windparks in Deutschland
Wen der gesamte "Windpark Deutschland“ interessiert, findet auch diesen in der App Win(d)Scout. Je nach Raster- und Zoomeinstellung können alle Windenergieprojekte in Deutschland sichtbar gemacht werden, die regionale Verteilung verfolgt oder in einer feinen Zoomstufe anlagengenau auf der Google-Karte angesehen werden [Anhang: Screenshot 1].

Alle Fakten zur App
•    Kostenlos
•    Kategorie: Dienstprogramme
•    Version: 1.0
•    Größe: 4.5 MB
•    Sprache: Deutsch
•    Kennzeichnung: 4+
•    Voraussetzungen: Kompatibel mit iPhone, iPod touch und iPad. Erfordert mind. iOS 4.0.
•    Entwickler: © 2011 EOL energie-online.de GmbH
•    Link zum App Store: http://itunes.apple.com/de/app/win-d-scout/id439668975?mt=8#

Datengrundlage „Windverhältnisse“
Die Datengrundlage für die Windverhältnisse bezieht sich auf eine großräumige Windfeldberechnung unter Berücksichtigung der klimatologischen und statistischen Langzeitwerte eines durchschnittlichen Windjahres, der topographischen Gegebenheiten des Geländes und den dazugehörigen Modelldaten, der räumlichen Auflösung sowie der Berechnungshöhe über Grund. Die Modelle zur Windfeldberechnung können ebenso wie die Eingangsdaten variieren.  Entsprechende Angaben sind bei den jeweiligen Windkarten zu beachten.

Windkarte Deutschland
        Quelle:            CUBE Engineering GmbH (2007/2008)
        Eingangsdaten:    NCAR/NCEP, Zeitraum: 1989-2006
        Modellierung:    über geostrophischen Wind und modifiziertes WAsP-Programm
        Abgleich mit Referenzdaten (Wind, Ertragszahlen)
        Horiz. Auflösung:    ca. 1x2km
        Berechnungshöhe:    80m
       
Datengrundlage „WEA-Technik“
Die Charakteristik einer allgemeinen Windenergieanlage (WEA) erfolgt über die spezifische Rotorleistung in kW/m2, also das Verhältnis von Nennleistung und Rotorkreisfläche. Untersuchungen an leistungsvermessenen WEA von Helge Petersen (Risoe, DK) aus den Jahren 2000 und früher zeigen einen signifikanten Zusammenhang  dieser Größen im Zusammenhang mit der Windgeschwindigkeit (Rayleigh-Verteilung)  und dem zu erwartenden Energieertrag (sog. HP-Kennlinien). In der Win(d)Scout App ist  ein daraus abgeleiteter Algorithmus programmiert. Die Parameter für die Leistungsregelung „stall“ oder „pitch“ verändern das Verhalten der WEA, führen damit zu unterschiedlichen Charakteristika und sollen sich an der geplanten bzw. existierenden WEA orientieren.
   
Berechnung der „Windverhältnisse“
Basierend auf der Windkarte (Berechnungshöhe) werden die Windgeschwindigkeiten in m/s für die gewählte Nabenhöhe und die Referenzhöhe in 10m über Grund anhand eines logarithmischen Windprofils bestimmt. Die Steigung des Windprofils wird über den Parameter „Rauigkeit“ in Analogie zum Europäischen Windatlas beeinflusst, wobei die Klasse 1 für „freies Gelände“, die Klasse 2 für „weitgehend offenes Gelände“, die Klasse 3 für „raues und gestörtes Gelände“ und die Klasse 4 für “sehr dicht besiedeltes Gelände“ stehen.  Der Standardwert ist auf „Klasse 2“ eingestellt.
   
Aufgrund der vorliegenden Weibull-Parameter für jeden Datenpunkt lassen sich die Windverhältnisse in Form einer zweidimensionalen Häufigkeitsverteilung darstellen. Auf der Grundlage der geographischen Höhe über Meeresniveau für das Flächenelement und der Berechnungshöhe werden die Luftdichte und das Windpotenzial als Windleistung in W/m2 bestimmt. Die Windrichtung (12 Sektoren) wird aus der Datenbank übernommen.
       
Die Windverhältnisse sind immer als Mittelwert über die dargestellte Fläche zu verstehen. Größere Abweichungen und Schwankungen insbesondere in sehr komplexen und heterogenem Geländeliegen in der Natur der Sache und können im Einzelfall zur Realität auftreten. Die Windverhältnisse an einem konkreten Standort lassen sich nur über qualifizierte Windgutachten und/oder mehrjährige Windmessungen ermitteln. Daher können Abweichungen im Windangebot zwischen dieser Methodik und der Realität von deutlich mehr als 10% bezogen auf die Windgeschwindigkeit auftreten.

Berechnung des „Energieertrages“
Auf der Grundlage der Anlagencharakteristik (HP-Kennlinien, spezifische Rotorleistung) lassen sich mit Hilfe der mittleren Windgeschwindigkeit die jährlich zu erwartenden Energieproduktionszahlen (absolut in MWh/a oder bezogen auf die Rotorkreisfläche in kWh/m² und Jahr) für eine freistehende Einzelanlage bestimmen. Über das Verhältnis von Nennleistung zum Energieertrag lassen sich die äquivalenten Vollaststunden sowie der Kapazitätsfaktor berechnen. Das Verhältnis von Bruttowindenergie zu tatsächlich erzeugter (=genutzter) Windenergie spiegelt den mittleren WEA-Wirkungsgrad wieder.
   
Die vermiedenen CO2 –Emissionen lassen sich aus dem erzeugten Energieertrag oder dem mittleren Bezugswert aus dem Strommix für Deutschland (lt . Umweltbundesamt geschätzt für das Jahr 2010, alle Stromerzeuger inklusive der Kernenergie und der Erneuerbaren Energien sind berücksichtigt). Der Bezugswert ist maßgeblich von den tatsächlichen Werten der Erzeugungseinheiten (u.a. Beitrag der Kernenergie) abhängig.
Der in einem durchschnittlichen Windjahr zu erwartende Energieertrag ist maßgeblich von den Windverhältnissen, der Leistungskennlinie der WEA und der Umgebung abhängig. Da den Windfeldmodellen z.T. starke Vereinfachungen in Bezug auf die Auflösung und die Nachbildung der tatsächlichen Geländeeigenschaften unterliegen ist die Ermittlung der Windverhältnisse bereits mit großen Unsicherheiten verknüpft. Ebenso kann die Vereinfachung der Anlagencharakteristik zu starken Abweichungen zu einer vermessenen oder vom Hersteller garantierten Kennlinien führen. Daher können in der Ertragsermittlung Abweichungen von 30% oder mehr in einem konkreten Fall auftreten. Deutlich bessere Ergebnisse sind über eine standortbezogene und qualifizierte Betrachtung in einem Wind- und Ertragsgutachten zu erwarten.

Hintergrundinformationen
Die Win(d)Scout Anwendung dient in dieser Version ausschließlich der Information und deren nicht-kommerziellen Nutzung zur groben Voreinschätzung von Windverhältnissen (Windgeschwindigkeit, Windleistung und -richtung) und den für eine freie Windenergieanlage (WEA) an einem ausgewählten Standort zu erwartenden Ertragsverhältnissen. Sämtliche Ergebnisse und Abschätzungen in diesem Tool basieren auf vereinfachten Modellen, Annahmen und Algorithmen zur überschlägigen Berechnung.

Für die Ermittlung der Windverhältnisse (Datengrundlage) sowie die Anpassung an den gewählten Standort und die WEA-Dimensionen einschließlich der Ertragsberechnungen werden seitens der EOL energie-online.de GmbH und auch der Urheber der Datengrundlage keine Garantien und keine Gewähr übernommen. Die Datenquellen entsprechen einem Modell, das die Genauigkeit einer Abschätzung der Windverhältnisse nur zu einem gewissen Grad zulässt.