Dissertation
Dissertationen (Elektrische Energieversorgungssysteme)
Entwicklung der Windenergietechnik in Deutschland und der Einfluss staatlicher Förderpolitik - Technikentwicklung in den 90er Jahren zwischen Markt und Forschungsförderung
Abstract
Seit gut zehn Jahren erlebt die Windenergienutzung in Deutschland einen in der Mitte der 80er Jahre nicht für möglich gehaltenen Aufschwung. Anlagenanzahl und installierte Leistung haben in diesem Zeitraum mit durchschnittlichen jährlichen Wachstumsraten von mehr als 30 Prozent zugenommen, die mittlere installierte Leistung pro neu errichteter Anlage stieg dabei um das Zehnfache und die technische Verfügbarkeit der Anlagen liegt mittlerweile bei über 98 Prozent. Mit größer werdenden Anlagen zeigt sich weiterhin ein klarer Trend zu Blattwinkel verstellbaren Konzepten, mit zunehmend drehzahlvariabler Betriebsweise. Vor dem von Vielen für die kommenden drei bis sechs Jahre prognostizierten Einstieg in die großtechnische Offshore- Windenergienutzung mit den damit verbundenen immensen technologischen und strukturellen Herausforderungen erscheint es sinnvoll, einen kritischen Blick zurückzuwerfen auf die 90er Jahre mit den ihnen zugrunde liegenden förderpolitischen Rahmenbedingungen. Dabei soll die Frage beantwortet werden, welchen konkreten Einfluss die staatlichen Forschungs- und Förderprogramme, besonders das "250 MW Wind"-Programm, auf die Entwicklung der Windenergienutzung hatten, das heißt, unter welchen Bedingungen sich bestimmte Techniklinien durchsetzten, wie der Einfluss eines geschützten Marktes durch gesetzlich garantierte Einspeisetarife auf diese Entwicklung zu bewerten ist und schließlich, welche Fehlentwicklungen möglicher Weise eingetreten sind. Dazu wird mit Hilfe von Lernkurven gezeigt, welche Kostenreduktionen insgesamt erzielt wurden, wie hoch die dazu notwendigen staatlichen Finanzmittel waren und welche Schlussfolgerungen daraus für die Zukunft abgeleitet werden können. Die Arbeit soll insgesamt dazu beitragen, die erreichten technischen Entwicklungsschritte vor dem Hintergrund der förderpolitischen Gegebenheiten besser zu verstehen, Chancen für gezielte Änderungen in der Förderpraxis zu ergreifen und Hinweise auf die Ausgestaltung von zukünftigen Forschungsprogrammen und Entwicklungsschwerpunkten im Bereich der Windenergie zu geben, um weitere Kostensenkungspotenziale auszuschöpfen. Dabei wird sich die zukünftige Schwerpunktsetzung in der programmatischen Ausrichtung der Forschung stärker auf die drei wichtigsten Anwendungsfelder für Windenergieanlagen konzentrieren müssen, die großtechnische Offshore- Anwendung, die netzgebundene, dezentrale Energieversorgung sowie auf Windenergieanlagen zur ländlichen Elektrifizierung in autonomen Versorgungssystemen für Schwellen- und Entwicklungsländer.
For a good ten years, wind energy use in Germany has experienced an upswing that would not have been thought possible in the mid 1980s. The number of turbines, and installed capacity, has increased with an average annual growth rate of more than 30 per cent during this period. Thereby, the average installed capacity per newly erected turbine increased ten fold and the technical availability now lies at over 98 per cent. With the enlargement of turbines, a clear trend continues to be evident toward concepts with pitch controlled rotor blades and increasingly with variable speed operation. Before the introduction of large-scale offshore wind energy use, which has been predicted by many for the next three to six years, and the immense technical and structural challenges that are connected with it, it seems useful to critically reflect on the 1990s with their underlying basic conditions in regard to support policies. Thereby, the question should be answered of what concrete influence governmental research and funding programmes (particularly the "250 MW Wind" programme) has had on the development of wind energy use. That is, under which conditions particular technologies are able to succeed and how the influence of a protected market (through legally guaranteed feed in tariffs) is to be valued in this development. Furthermore, the erroneous trends that might have occurred will be qualified. In addition, it will be shown (with the aid of experience curves) which overall cost reductions were achieved, how effective the necessary governmental funding measures were and which lessons can be learned from this for the future. On the whole, the work should contribute to the better understanding of advances that have been achieved in technological development in relation to favourable political framework conditions. Furthermore, chances for well-targeted changes to governmental support measures will be realised and emphases for future research programmes in the area of wind energy will be indicated, in order to draw out further potential for cost reductions. Thereby, future research programmes should concentrate more strongly on the three most important fields of application for wind energy: Large-scale offshore application, grid connected decentralised energy supply and also rural electrification by autonomous supply systems for developing and third world countries.
Collections
Dissertationen (aus den beteiligten Instituten) (Institut für Solare Energieversorgungstechnik)Dissertationen (Elektrische Energieversorgungssysteme)
Citation
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author={Hoppe-Kilpper, Martin},
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Anlagenanzahl und installierte Leistung haben in diesem Zeitraum mit durchschnittlichen jährlichen Wachstumsraten von mehr als 30 Prozent zugenommen, die mittlere installierte Leistung pro neu errichteter Anlage stieg dabei um das Zehnfache und die technische Verfügbarkeit der Anlagen liegt mittlerweile bei über 98 Prozent. Mit größer werdenden Anlagen zeigt sich weiterhin ein klarer Trend zu Blattwinkel verstellbaren Konzepten, mit zunehmend drehzahlvariabler Betriebsweise. Vor dem von Vielen für die kommenden drei bis sechs Jahre prognostizierten Einstieg in die großtechnische Offshore- Windenergienutzung mit den damit verbundenen immensen technologischen und strukturellen Herausforderungen erscheint es sinnvoll, einen kritischen Blick zurückzuwerfen auf die 90er Jahre mit den ihnen zugrunde liegenden förderpolitischen Rahmenbedingungen. Dabei soll die Frage beantwortet werden, welchen konkreten Einfluss die staatlichen Forschungs- und Förderprogramme, besonders das "250 MW Wind"-Programm, auf die Entwicklung der Windenergienutzung hatten, das heißt, unter welchen Bedingungen sich bestimmte Techniklinien durchsetzten, wie der Einfluss eines geschützten Marktes durch gesetzlich garantierte Einspeisetarife auf diese Entwicklung zu bewerten ist und schließlich, welche Fehlentwicklungen möglicher Weise eingetreten sind. Dazu wird mit Hilfe von Lernkurven gezeigt, welche Kostenreduktionen insgesamt erzielt wurden, wie hoch die dazu notwendigen staatlichen Finanzmittel waren und welche Schlussfolgerungen daraus für die Zukunft abgeleitet werden können. Die Arbeit soll insgesamt dazu beitragen, die erreichten technischen Entwicklungsschritte vor dem Hintergrund der förderpolitischen Gegebenheiten besser zu verstehen, Chancen für gezielte Änderungen in der Förderpraxis zu ergreifen und Hinweise auf die Ausgestaltung von zukünftigen Forschungsprogrammen und Entwicklungsschwerpunkten im Bereich der Windenergie zu geben, um weitere Kostensenkungspotenziale auszuschöpfen. Dabei wird sich die zukünftige Schwerpunktsetzung in der programmatischen Ausrichtung der Forschung stärker auf die drei wichtigsten Anwendungsfelder für Windenergieanlagen konzentrieren müssen, die großtechnische Offshore- Anwendung, die netzgebundene, dezentrale Energieversorgung sowie auf Windenergieanlagen zur ländlichen Elektrifizierung in autonomen Versorgungssystemen für Schwellen- und Entwicklungsländer. For a good ten years, wind energy use in Germany has experienced an upswing that would not have been thought possible in the mid 1980s. The number of turbines, and installed capacity, has increased with an average annual growth rate of more than 30 per cent during this period. Thereby, the average installed capacity per newly erected turbine increased ten fold and the technical availability now lies at over 98 per cent. With the enlargement of turbines, a clear trend continues to be evident toward concepts with pitch controlled rotor blades and increasingly with variable speed operation. Before the introduction of large-scale offshore wind energy use, which has been predicted by many for the next three to six years, and the immense technical and structural challenges that are connected with it, it seems useful to critically reflect on the 1990s with their underlying basic conditions in regard to support policies. Thereby, the question should be answered of what concrete influence governmental research and funding programmes (particularly the "250 MW Wind" programme) has had on the development of wind energy use. That is, under which conditions particular technologies are able to succeed and how the influence of a protected market (through legally guaranteed feed in tariffs) is to be valued in this development. Furthermore, the erroneous trends that might have occurred will be qualified. In addition, it will be shown (with the aid of experience curves) which overall cost reductions were achieved, how effective the necessary governmental funding measures were and which lessons can be learned from this for the future. On the whole, the work should contribute to the better understanding of advances that have been achieved in technological development in relation to favourable political framework conditions. Furthermore, chances for well-targeted changes to governmental support measures will be realised and emphases for future research programmes in the area of wind energy will be indicated, in order to draw out further potential for cost reductions. Thereby, future research programmes should concentrate more strongly on the three most important fields of application for wind energy: Large-scale offshore application, grid connected decentralised energy supply and also rural electrification by autonomous supply systems for developing and third world countries. open access Hoppe-Kilpper, Martin Kassel, Universität, FB 16, Elektrotechnik/Informatik Kleinkauf, Werner (Prof. Dr.-Ing.) Schmid, Jürgen (Prof. Dr.-Ing.) 2003-07-16 </resource>
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