Aktuelle Entwicklung der Volllaststunden bei Wind an Land

Sukzessive übernehmen Erneuerbare Energien die Verantwortung für die Energieversorgung. Eine tragende Säule hierbei ist die Windenergie an Land. Entsprechend ist es von Bedeutung, die sich ergebenden Entwicklungen bei den Windenergieanlagen nachzuvollziehen und weiterzuschreiben. Das gibt Aufschluss über die Leistungsfähigkeit der Windenergie und hilft das dezentrale Energiesystem der Erneuerbaren Energien abgestimmt und mit Schwerpunkt auf Versorgungssicherheit, Kosteneffizienz und Wirtschaftlichkeit weiterzuentwickeln.

Als relevante Größe bieten Volllaststunden einen gut geeigneten Bewertungs- und Vergleichsmaßstab, um Windenergieanlagen und ihr Erzeugungsmuster zu analysieren. Grundsätzlich gilt: Je höher die Zahl der Volllaststunden, umso effizienter wird die Erzeugungsleistung einer Windenergieanlage genutzt. Gleichzeitig sind Volllaststunden nicht einseitig auf einzelne Parameter wie Nabenhöhe, Rotorfläche oder Nennleistung fokussiert. Vielmehr bildet sich das Maß der Volllaststunden aus der Gesamtheit dieser Parameter, die ihrerseits unterschiedlichen und veränderbaren Einfluss auf die Volllaststunden haben.

Trends in der Anlagenkonfiguration

Bei der Entwicklung der Windenergieanlagen an Land lässt sich ein klarer Trend feststellen, der sich auf die Formel höher und leistungsfähiger bringen lässt. Zwischen 2005 und 2024 hat sich der Rotordurchmesser von 70 Metern auf 140 bis 150 Meter verdoppelt. Dem folgen die Entwicklungen bei der Nabenhöhe und der Gesamthöhe, die weiter zunehmen. Bis 2035 wir die Nabenhöhe in der mittleren Region, zu der NRW zählt, auf knapp unter 270 Meter zulegen.

Trotz der zunehmenden Höhe und des zunehmenden Rotorkreises stagniert der Abstand der unteren Blattspitze zum Boden. Die Abstände hier scheinen ausreichend zu sein und keinen Grund für ein weiteres Höhenwachstum darzustellen. Mit der Größe der Anlagen ist auch ihre Leistungsfähigkeit enorm angestiegen. Die Umstellung der EEG-Fördersystematik 2018 markiert den Startpunkt einer besonders deutlichen Zunahme der Nennleistung auf inzwischen über 7 Megawatt, die laut Prognose anhalten, sich aber abschwächen wird.

Auswirkungen auf die Volllaststunden

Die Entwicklung der Volllaststunden von Windenergieanlagen an Land korreliert auf negative Weise mit den Trends der Nennleistung seit der Umstellung der EEG-Fördersystematik im Jahr 2018. 2018 markiert eine Trendwende bei der Entwicklung der Volllaststunden. Zunächst stagnierten die Volllaststunden bis 2021. Seit 2021 sinkt die Zahl der Volllaststunden. Bis dahin hatten die jährlichen Volllaststunden sukzessive zugelegt – insbesondere zwischen 2014 und 2018.

Der Trend abnehmender Vollaststunden zeigt sich auch dann noch, wenn diese um netzbedingte oder marktbedingte Abregelungen korrigiert werden. Insgesamt könnte die Zahl der Volllaststunden ohne netz- oder marktbedingte Abregelungen nennenswert erhöht werden – bei netzbedingten Abregelungen um 2%, bei marktbedingten Abregelungen um 3%. Marktbedingte Abregelungen haben seit 2019 stetig zugenommen.

Steigerung der Volllaststunden

Höhere Volllaststundenzahlen bedeuten eine gleichmäßigere Einspeisung und resultieren in einer besseren Auslastung des Netzes und geringeren Netzausbaukosten, weshalb ihre Erhöhung angestrebt werden sollte. Als möglichen Hebel identifiziert die Studie die Reduktion der spezifischen Flächenleistung der Windenergieanlagen, die in der Vergangenheit für den Anstieg bei den Volllaststunden verantwortlich war. Hintergrund ist, dass mit größerer Flächenleistung auch die erforderliche Windgeschwindigkeit zum Erreichen der Nennleistung erreicht werden muss. In Summe erhöht die größere Flächenleistung zwar den Energieertrag, jedoch um den Preis einer stärker schwankenden Energieerzeugung.

Ebenfalls einen großen Einfluss hat der Parkwirkungsgrad. Die enge Bebauung in manchen Windparks hat zur Folge, dass es zu Verlusten durch Abschattung kommt. Die Korrektur des Referenzertragsmodells gleicht diese Verluste durch stärkere Förderung aus. Das Referenzertragsmodell wurde jedoch eigentlich dazu angelegt, die unterschiedliche Windhöffigkeit über Deutschland hinweg auszugleichen und damit den Ausbau regional zu verteilen.

Die Steigerung der erzeugungsseitigen Volllaststunden ist notwendig, um auch die Volllaststunden der Netzanschlüsse zu erhöhen. Für den weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien kommt es entscheidend auf die effiziente Nutzung der Netzinfrastruktur an.

Die Studie gibt diesbezüglich einen wertvollen Impuls und wissenschaftliche Grundlage zur aktuellen Debatte, die Systemkosten der Energiewende zu senken. Ein stärkerer Fokus auf die Steigerung der Volllaststunden durch eine angepasste Rotorflächenleistung und Korrekturen beim Parkwirkungsgrad sind wichtige Hebel einer kosteneffizienten Energiewende.

Studie: Volllaststunden von Windenergieanlagen an Land