wind-area - geomvarchiv.geomv.de/geoforum/2014/praesentationen/12_klaerle.pdf · fachbereich 1:...
TRANSCRIPT
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 1
WIND-AREA –
GIS-gestützte Standortsuche für Kleinwindkraftanlagen.
auf der Basis hochauflösender Fernerkundungsdaten
© erikdegraaf - Fotolia.com © esinel_888- Fotolia.com
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 2
Ein Forschungsprojekt aus dem Forschungsfeld “Erneuerbare
Energien im Landmanagement” des ”Frankfurter Forschungsinstitutes
für Architektur, Bauingenieurwesen und Geomatik“ –
2011-2014
Prof. Dr. Martina Klärle / Ute Langendörfer
Fachbereich 1: Architektur, Bauingenieurwesen, Geomatik
Fachhochschule Frankfurt am Main
Nibelungenplatz 1
60318 Frankfurt am Main
Tel.: 069 / 1533 - 2778 oder - 3071
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 3
f (x)
Die Erkenntnis : Eine Informationslücke!
exakte Geo-Daten
Bedarf an Flächen-analysen für Erneuerbare Energien
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 4
f (x)
Die Bedeutung für die Gesellschaft :
verlässlicher Klimaschutz soziale Gerechtigkeit regionale Wertschöpfung
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 5
ganzheitliche Potentialanalyse
für Erneuerbare Energien
flächendeckendes
automatisiertes Solar-
Dachkataster
Extraktion von Starkwinden
für Kleinstwindrädern 11-14
09-11
06-08
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 6
Ziele von WIND-AREA
• automatisierte Potenzialkarten für Kleinwindanlagen
• Extraktion von sehr guten Standorten für Kleinwindanlagen
• Im Urbanen und ländlichen Raum
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 7
Formen von Kleinwindkraftanlagen
Quelle: By Ssgxnh , via Wikimedia Commons
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 8
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 9
Quelle: 2011 tarihinde yayımlandı
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 10
Quelle:
ECO Whisper Turbine 650
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 11
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 12
Strom aus dem First Walzwindgeneratoren
Quelle: Kraftwerk-Künstlerdorf
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 13
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 15
Notwendigkeit der Forschung!
• Keine flächendeckenden Windmessungen
• extrem unterschiedliche
Windgeschwindigkeit in Bodennähe
• Messungen sind unrentabel (< 25%)
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 16
Der große Effekt!
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 1 2 3 4 5 6 7
Ertrag kWh
Windgeschwindigkeit in m/s
V³
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 18
Bewertungs- und
Berechnungsmethodik
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 19
Abgrenzung gegenüber Großwindanlagen
• Windpotenzialanalyse auf der Basis
hochauflösender Laserscannerdaten
• Rauigkeit Aufgrund Nutzungsdaten (ALKIS)
Strömungsmodelle auf der Basis von exakten
3D-Daten und Nutzungsdaten im m²-Bereich
www.pressebox.de
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 20
Besonderheiten bei der Standortsuche für Kleinwindanlagen
gegenüber Großwindanlagen
Landnutzung
Gebäude
Venturi Effekt
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 28
Strömungssimulation
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 29
Ergebnisse
Urban
Außenbereich
2 Testgebiete in Frankfurt
1 Testgebiet im ländlichen Raum (RP Gießen)
1 Testgebiet in Waldaschaff
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 32
Testgebiete in Frankfurt
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 33
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 34
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 35
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 36
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 37
Ergebnisse abhängig von der Punktdichte
20 Punkte 4-Punkte
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 38
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 39
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 40
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 41
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 42
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 43
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 44
3.2 Besprechung der Standortanalyse auf Basis der
Potenzialkarten
Quelle: Bing maps
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 45
3.2 Besprechung der Standortanalyse auf Basis der
Potenzialkarten
Quelle: Bing maps
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 47
Stromertrag stark abhängig vom exakten Standort
Beispiel einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung:
SPkt 1 SPkt 2
Abstand 3m
Windgeschwindigkeit 1,3m/sec 3,9m/sec
Nennleistung 350 Watt 90kW 2.430 kWh
Nennleistung 10kW 2.500 kWh 67.500kWh
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 48
Beispiel Waldaschaff (Bayern)
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 49
Feinmodell 1 m -10 m über Grund
3 m
2 m
4 m
5 m
6 m
7 m
10m
9 m
8 m
1 m
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 50
Beispielgebiet I und II
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 51
Beispielgebiet I
3 m
2 m
4 m
5 m
6 m
7 m
10 m
9 m
8 m
1 m
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 52
Beispielgebiet I und II
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 53
Beispielgebiet II
3 m
2 m
4 m
5 m
6 m
7 m
10 m
9 m
8 m
1 m
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 54
Bebauungsplan Wind DVW-Merkblatt
Fachbereich 1: Architektur •
Bauingenieurwesen • Geomatik Prof. Dr. Martina Klärle, Anne Behl | WIND-AREA | 26.03.2013 | Seite 55
Danke für Ihr Interesse!!!
Contact
Prof. Dr. Martina Klärle
Frankfurt University of Applied Sciences
Nibelungenplatz 1
60318 Frankfurt am Main
FON: 069 / 1533 - 2778 oder - 3071