Poster programme

C

Erneuerbare Energien sind Schlüsseltechnologien, um ambitionierte Klimaschutzziele zu erreichen. Den Vorteilen einer nahezu emissionsfreien Energiegewinnung stehen allerdings die Probleme eines relativ hohen Landschaftsverbrauchs gegenüber. Um die zunehmend knappe Ressource „Raum“ für die Produktion volkswirtschaftlich relevanter Anteile am Gesamtenergiebedarf optimal zu nutzen, müssen Konzepte entwickelt werden, die Zielkonflikte mit konkurrierenden Nutzungsarten sowie potentiell negative Umweltwirkungen minimieren. Vor diesem Hintergrund sollen in dieser Session aktuelle technologische Entwicklungen zu Erneuerbarer Energien, deren Vor- und Nachteile sowie wissenschaftliche Methoden und politische Instrumente für eine nachhaltige Energietransformation diskutiert werden.

Conveners: Birger Tinz, Jürgen Böhner
Oral programme
| Wed, 17 Mar, 09:00–11:30 (CET)
Poster programme
| Attendance Wed, 17 Mar, 12:00–13:00 (CET)

Attendance time: Wednesday, 17 March 2021, 12:00–13:00

Chairperson: Jürgen Böhner
DKT-12-58
Birger Tinz, Michael Gehrke, Olaf Outzen, Thomas Spangehl, and Lydia Gates

Für die erfolgreiche Durchführung der Energiewende ist die Errichtung von Offshore-Windparks in der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) Deutschlands ein wichtiger Baustein. Bisher wurden die Windparks in der Deutschen Bucht und in der Westlichen Ostsee durch die jeweiligen Betreiber geplant und die Planung beim Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) als zuständiger Genehmigungsbehörde geprüft. Mit dem Inkrafttreten des WindSeeG ist ein Teil dieser Planungshoheit auf das BSH übergegangen: Nunmehr werden die Flächen, die für die Errichtung von Windparks geeignet sind, öffentlich ausgeschrieben, um den am besten geeigneten Betreiber zu ermitteln. Maßgeblich ist die Höhe der beanspruchten staatlichen Förderung. Vor der Ausschreibung werden die Flächen durch das BSH in Bezug auf Baugrund, Meeresumwelt sowie die vorhandenen Wind- und ozeanographischen Verhältnisse untersucht. Diese Untersuchungen dienen neben der Entscheidung über die Eignung der Fläche insbesondere auch der Gebotsberechnung durch die Bieter. Die erste Ausschreibungsrunde startet im März 2021 mit den Flächen N-3.7, N-3.8 in der Nordsee und O-1.3 in der Ostsee.

Für die Kalkulation des Ertrages durch die Bieter sind genaue Informationen über die Windverhältnisse entscheidend. Der DWD koordiniert dazu die Zusammenstellung verschiedener Datenquellen. Hierbei handelt es sich a) um die Messungen des Windprofils in Höhen von etwa 30 m bis 100 m an den Forschungsplattformen in Nord- und Ostsee, FINO1 und FINO2, b) die durch externe Auftragnehmer im Auftrag des BSH durchgeführten einjährigen In-Situ-LiDAR-Messungen auf den Flächen N-3.7 und N-3.8 sowie c) Auswertungen der Daten der Reanalysen COSMO REA6 und ERA5 durch den DWD. Diese Daten sind Grundlage für die Erstellung zusammenfassender Gesamtberichte über die Windverhältnisse in den 3 Flächen nach Stand von Wissenschaft und Technik.

Der Vortrag gibt einen Überblick über die rechtlichen Rahmenbedingungen, die für das Ausschreibungsjahr 2021 durchgeführten Untersuchungen sowie einen Ausblick auf die künftigen Herausforderungen.

 

How to cite: Tinz, B., Gehrke, M., Outzen, O., Spangehl, T., and Gates, L.: Wetterinformationen für die Ausschreibungen von Offshore-Windparks nach dem Gesetz zur Entwicklung und Förderung der Windenergie auf See (WindSeeG), 12. Deutsche Klimatagung, online, 15 March–18 Mar 2021, DKT-12-58, https://doi.org/10.5194/dkt-12-58, 2020

DKT-12-48
Gunther Seckmeyer

PV modules tilted and oriented toward east and west directions gain gradually more importance as an alternative to the presently-preferred south (north in the Southern Hemisphere) orientation and it is shown to become economically superior even under the reimbursement of feed-in tariff (FIT). This is a consequence of the increasing spread between the decreasing costs of self-consumed solar power and the costs for power from the grid. One-minute values of irradiance were measured by silicon sensors at different orientations and tilt angles in Hannover (Germany) over three years. We show that south-oriented collectors give the highest electrical power during the day, whereas combinations of east and west orientations (E-W) result in the highest self-consumption rate (SC), and combinations of southeast and southwest (SE-SW) orientations result in the highest degree of autarky (AD), although they reduce the yearly PV Power by 5–6%. Moreover, the economic analysis of PV systems without FIT shows that the SE-SW and E-W combinations have the lowest electricity cost and they are more beneficial in terms of internal rate of return(IRR),compared to the S orientation at the same tilt. For PV systems with FIT, the S orientation presently provides the highest transfer of money from the supplier. However, as a consequence of the continuing decline of FIT, the economic advantage of S orientation is decreasing. E-W and SE-SW orientations are more beneficial for the owner as soon as FIT decreases to 7 Ct/kWh. East and west orientations of PV modules do not only have benefits for the individual owner but avoid high costs for storing energy—regardless who would own the storage facilities—and by avoiding high noon peaks of solar energy production during sunny periods,which would become an increasing problem for the grid if more solarpower is installed. Furthermore, two types of commonly used PV software (PVSOL and PVsyst) were used to simulate the system performance. The comparison with measurements showed that both PV software underestimate SC and AD for all studied orientations, leading to the conclusion that improvements are necessary in modelling. Such improvements, however, also require a better knowledge of the angular dependence of the spectral radiance under all sky conditions. Since the spectral radiance is complex and usually changes within seconds, we developed a new instrument capable of measuring the spectra of sky radiance in more than 100 directions within one second. First measurements with this novel instrument are shown.

How to cite: Seckmeyer, G.: Why PV Modules should preferably not be oriented to the South and why we need new measurements of spectral radiance , 12. Deutsche Klimatagung, online, 15 March–18 Mar 2021, DKT-12-48, https://doi.org/10.5194/dkt-12-48, 2020