Weiterentwicklung der Rahmenbedingungen zur Planung von Windenergieanlagen auf See und Netzanbindungssystemen: Endbericht (bibtex)
by Dörenkämper, Martin, Meyer, Tobias, Baumgärtner, David, Borowski, Johanna, Deters, Christian, Dietrich, Enno, Fricke, Johannes, Hans, Florian, Jersch, Torben, Leimeister, Mareike, Neshati, Mohsen, Pangalos, Georg, Quiroz, Tulio, Quistorf, Gesa, Requate, Niklas, Schalk, Kevin, Schmidt, Jonas, Schnackenberg, Marco, Schwegmann, Sandra, Hoffmann, Sandra, Thomas, Philipp, Vollmer, Lukas, Walgern, Julia, Widerspan, Viktor and Zotieieva, Hanna
Abstract:
Die Fortschreibung des FEP für die Phase nach 2030 mit dem Ziel, den Ausbau der Offshore-Windenergie auf 30 GW bis 2030, 40 GW bis 2045 und 70 GW bis 2045 zu ermöglichen, erfordert eine detaillierte Abschätzung der künftigen Randbedingungen für die Erschließung der für den Windenergieausbau geeigneten Flächen. Neben der Potenzialanalyse der verschiedenen Gebiete und Flächen spielen dabei auch neue Fragestellungen zur Offshore-Vermaschung und zur Nachnutzung von Bestandsflächen, die im Rahmen der bisherigen Fortschreibung noch nicht berücksichtigt werden mussten, eine wichtige Rolle. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der technischen Beratung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme für das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie im Zeitraum September 2021 bis Dezember 2022 zu diesen Fragestellungen dar. Die Themen sind dabei in drei Arbeitspakete gruppiert. In Arbeitspaket 1 wird die technische Entwicklung von Netzanbindungssystemen beleuchtet und deren künftige Entwicklung eingeschätzt. Dazu werden zunächst der aktuelle Stand der Technik und Forschung sowie bestehende Konzepte zusammengefasst und erläutert. Hieraus ergeben sich anschließend Kriterien für die Einschätzung noch festzulegender technischer Kriterien. Arbeitspaket 2 befasst sich mit dem Potenzial der auszuschreibenden Flächen. Dazu wird das langfristige Ertragspotenzial mit einem mesoskaligen Wettermodell untersucht. Hierfür wurde zunächst ein repräsentatives Windjahr, welches das langfristige Windaufkommen möglichst gut abbildet, identifiziert. Anschließend wurden Technologieszenarien für die zukünftige Entwicklung von Windenergieanlagen skizziert und daraus zwei generische zukünftige Anlagen mit 15 MW und 22 MW Nennleistung abgeleitet. Schließlich wurden 15 Szenarien für den Ausbau in der Nordsee sowie ein Szenario für den Ausbau in der Ostsee definiert und die Ergebnisse diskutiert. Als Kernindikatoren für den Vergleich der Szenarienrechnungen dienen die Jahresenergieproduktion und der Kapazitätsfaktor. Zuletzt wird in Arbeitspaket 3 eingeschätzt, wie die bestehenden Anlagen bei einer Weiternutzung der Flächen berücksichtigt werden müssen. Dazu werden Verfahren für die Abschätzung der Restnutzungsdauer von Tragstrukturen sowie Windenergieanlagen (WEA) vorgestellt. Diese basieren darauf, die Bestandswindparks in drei repräsentative Anlagenklassen einzuordnen. Mit diesen Anlagen werden je Park die verbleibende Nutzungsdauer sowie die Wirtschaftlichkeit eingeschätzt. Das Vorgehen zu Evaluation des Rückbaus von Tragstrukturen sowie der Nachnutzung Netzanbindungssystemen wird vorgestellt.
Reference:
Dörenkämper, M.; Meyer, T.; Baumgärtner, D.; Borowski, J.; Deters, C.; Dietrich, E.; Fricke, J.; Hans, F.; Jersch, T.; Leimeister, M.; {Neshati, M.; Pangalos, G.; Quiroz, T.; Quistorf, G.; Requate, N.; Schalk, K.; Schmidt, J.; Schnackenberg, M.; Schwegmann, S.; Hoffmann, S.; Thomas, P.; Vollmer, L.; Walgern, J.; Widerspan, V.; Zotieieva, H.: Weiterentwicklung der Rahmenbedingungen zur Planung von Windenergieanlagen auf See und Netzanbindungssystemen: Endbericht. Endbericht, Fraunhofer IWES, 2023.
Bibtex Entry:
@techreport{Dorenkamper.11.1.2023,
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Die Fortschreibung des FEP für die Phase nach 2030 mit dem Ziel, den Ausbau der Offshore-Windenergie auf 30 GW bis 2030, 40 GW bis 2045 und 70 GW bis 2045 zu ermöglichen, erfordert eine detaillierte Abschätzung der künftigen Randbedingungen für die Erschließung der für den Windenergieausbau geeigneten Flächen. Neben der Potenzialanalyse der verschiedenen Gebiete und Flächen spielen dabei auch neue Fragestellungen zur Offshore-Vermaschung und zur Nachnutzung von Bestandsflächen, die im Rahmen der bisherigen Fortschreibung noch nicht berücksichtigt werden mussten, eine wichtige Rolle. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der technischen Beratung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme für das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie im Zeitraum September 2021 bis Dezember 2022 zu diesen Fragestellungen dar. Die Themen sind dabei in drei Arbeitspakete gruppiert. In Arbeitspaket 1 wird die technische Entwicklung von Netzanbindungssystemen beleuchtet und deren künftige Entwicklung eingeschätzt. Dazu werden zunächst der aktuelle Stand der Technik und Forschung sowie bestehende Konzepte zusammengefasst und erläutert. Hieraus ergeben sich anschließend Kriterien für die Einschätzung noch festzulegender technischer Kriterien. Arbeitspaket 2 befasst sich mit dem Potenzial der auszuschreibenden Flächen. Dazu wird das langfristige Ertragspotenzial mit einem mesoskaligen Wettermodell untersucht. Hierfür wurde zunächst ein repräsentatives Windjahr, welches das langfristige Windaufkommen möglichst gut abbildet, identifiziert. Anschließend wurden Technologieszenarien für die zukünftige Entwicklung von Windenergieanlagen skizziert und daraus zwei generische zukünftige Anlagen mit 15 MW und 22 MW Nennleistung abgeleitet. Schließlich wurden 15 Szenarien für den Ausbau in der Nordsee sowie ein Szenario für den Ausbau in der Ostsee definiert und die Ergebnisse diskutiert. Als Kernindikatoren für den Vergleich der Szenarienrechnungen dienen die Jahresenergieproduktion und der Kapazitätsfaktor. Zuletzt wird in Arbeitspaket 3 eingeschätzt, wie die bestehenden Anlagen bei einer Weiternutzung der Flächen berücksichtigt werden müssen. Dazu werden Verfahren für die Abschätzung der Restnutzungsdauer von Tragstrukturen sowie Windenergieanlagen (WEA) vorgestellt. Diese basieren darauf, die Bestandswindparks in drei repräsentative Anlagenklassen einzuordnen. Mit diesen Anlagen werden je Park die verbleibende Nutzungsdauer sowie die Wirtschaftlichkeit eingeschätzt. Das Vorgehen zu Evaluation des Rückbaus von Tragstrukturen sowie der Nachnutzung Netzanbindungssystemen wird vorgestellt.},
 author = {Dörenkämper, Martin and Meyer, Tobias and Baumgärtner, David and Borowski, Johanna and Deters, Christian and Dietrich, Enno and Fricke, Johannes and Hans, Florian and Jersch, Torben and Leimeister, Mareike and {Neshati, Mohsen} and Pangalos, Georg and Quiroz, Tulio and Quistorf, Gesa and Requate, Niklas and Schalk, Kevin and Schmidt, Jonas and Schnackenberg, Marco and Schwegmann, Sandra and Hoffmann, Sandra and Thomas, Philipp and Vollmer, Lukas and Walgern, Julia and Widerspan, Viktor and Zotieieva, Hanna},
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 url = {https://www.bsh.de/DE/THEMEN/Offshore/Meeresfachplanung/Flaechenentwicklungsplan/_Anlagen/Downloads/FEP_2023_1/Endbericht_FEP_2023_Beratung.pdf},
 institution = {{Fraunhofer IWES}},
 doi={10.24406/publica-2202}
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