Antrag auf Errichtung und Betrieb von sieben Windenergieanlagen nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) am Standort Damitzow, Gemeinde Tantow und Mescherin, Amt Gartz (Oder), Landkreis Uckermark, Brandenburg Windpark Damitzow Schattenwurfanalyse (SWA) Bearbeitung: wpd onshore GmbH & Co. KG Niederlassung Potsdam Dipl.-Wi.-Ing. M. Sahyazici Babelsberger Straße 12 14473 Potsdam Datum: 07.08.2019 BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 Inhaltsverzeichnis 1. Antragsgegenstand ............................................................................................... 1 2. Grundlagen und Prämissen zur Schattenwurfanalyse ........................................... 3 3. Projektdaten zur Schattenwurfanalyse .................................................................. 5 3.1 Windenergieanlagen ........................................................................................ 5 3.2 Immissionsorte ................................................................................................ 8 4. Berechnungsergebnisse an den Immissionsorten ................................................. 9 5. Bewertung und Minderungsmaßnahmen ............................................................. 12 Anlagen BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 1. Antragsgegenstand Im Windeignungsgebietes (WEG) „Windfeld Damitzow“ der Regionalen Planungsgemeinschaft Uckermark-Barnim im Osten des Landkreises Uckermark, innerhalb der Gemeinden Tantow und Mescherin, an der Grenze zu Mecklenburg-Vorpommern (M-V) sollen sieben Windenergie- anlagen (WEA) des Typs ENERCON E-138 EP3 E2 / 4200 kW mit TES (Trailing Edge Serrations) mit 160,0 m Nabenhöhe (NH) und 138,25 m Rotordurchmesser (RD) sowie den Standortkoordinaten laut nachfolgender Tabelle errichtet und betrieben werden. Tabelle 1: Auflistung der beantragten WEA (Zusatzbelastung) lfd. WEA- NH RD UTM WGS84, Zone 33 WEA-Typ Nr. Bez. [m] [m] Ostwert Nordwert 1 WEA 1 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 454.906 5.905.760 2 WEA 2 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 454.408 5.905.555 3 WEA 3 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 453.964 5.905.493 4 WEA 4 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 453.943 5.905.109 5 WEA 5 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 454.210 5.904.826 6 WEA 6 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 454.558 5.905.095 7 WEA 7 E-138 EP3 E2-4.2 160,0 138,25 454.803 5.905.405 Für die Abmessungen bzgl. Rotorblatttiefen, die in die Schattenwurfberechnung hinsichtlich Er- mittlung des Beschattungsbereichs (Reichweite) mit einfließen, gibt der Hersteller im Enercon- Dokument Nr. D0769859-1 vom 24.05.2019 folgende Daten an: Max. Blatttiefe = 3.929 mm, Blatttiefe bei 90% Radius = 1.020 mm. Die in Tabelle 1 aufgeführten WEA werden im Rahmen dieser SWA als Zusatzbelastung (ZB) betrachtet. Die nachfolgende Lageskizze zeigt eine Übersicht des geplanten Windparks Damitzow inner- halb des „Windfeldes Damitzow“ mit den beantragten sieben WEA (Zusatzbelastung, rote Sym- bole) und der zu berücksichtigenden Vorbelastung (blaue Symbole) sowie der berücksichtigen- den Immissionsorte (IO A bis Z) um den geplanten Windpark herum. BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 - 1 - Abbildung 1: Lageskizze, Vor- und Zusatzbelastung und berücksichtigte Immissionsorte BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 - 2 - 2. Grundlagen und Prämissen zur Schattenwurfanalyse Die Berechnung zur Schattenwurfanalyse wurde mit dem Programm windPRO (Modul SHADOW) in der Version 3.3.261 der Firma EMD International A/S durchgeführt. Dabei wurde eine detaillierte Schattenwurfanalyse gemäß der WEA-Schattenwurf-Leitlinie des Ministeriums für Landwirtschaft, Umweltschutz und Raumordnung des Landes Brandenburg vom 24. März 2003 erarbeitet. Maßgeblich für die Beurteilung der Einwirkung durch Schatten- wurf sind nach Hinweisen des LAI für die astronomisch maximal mögliche Beschattungsdauer („worst case“) Immissionsrichtwerte (IRW) von 30 Std. pro Jahr und 30 Min. pro Tag. Entsprechend diesen Hinweisen wird für die Schattenwurfanalyse (SWA) von einem Referenz- punkt mit den Maßen 0,1m x 0,1m in 2 m Höhe über Grund ausgegangen. Dieser Referenzpunkt wird als Schattenrezeptor (SR) an den schutzwürdigen Bebauungen (Im- missionsorten) an der den Windenergieanlagen (WEA) zugewandten Seite platziert. Damit eine Unabhängigkeit von der tatsächlichen Ausrichtung des Fensters eines relevanten Gebäudes besteht, wird die Schattenwurfberechnung in windPRO nach dem „Gewächshaus“- Modus durchgeführt, d. h., dass der Schattenrezeptor aus allen Richtungen von den umliegen- den WEA Schatten empfängt. Abbildung 2: Schematische Darstellung des Schattenwurfs Die Intensität des Schattens nimmt mit zunehmender Entfernung ab. Dadurch reduzieren sich auch die Helligkeitsschwankungen, die durch den Schattenwurf des sich drehenden Rotors ver- ursacht werden. Der Schatten gilt dann als nicht relevant, wenn das Rotorblatt die Sonne zu weniger als 20% verdeckt. Mit Kenntnis der mittleren Rotorblatttiefe des WEA-Typs und Multi- plikation mit dem Verhältnis mittlerer Sonnenabstand von ca. 150 Mio. km zur Breite des ver- deckten Teils der Sonne bei 20% Verdeckung von ca. 220.000 km im sog. pessimalen Fall (wenn das Rotorblatt den Sonnenmittelpunkt passiert, verdeckt es den größten Flächenanteil der Sonne) kann die Schattenreichweite (Beschattungsbereich) der WEA ermittelt werden. BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 - 3 - Die mittlere Rotorblatttiefe wird aus dem arithmetischen Mittelwert zwischen der maximalen Blatttiefe und der Blatttiefe bei 90% Rotorradius ermittelt. Somit wird in der Modellierung der Rotorblattgeometrie von einem rechteckigen Rotorblatt ausgegangen, das vor der runden Son- nenscheibe vorbeistreicht. Die Rotorblatttiefen von den geplanten WEA-Typen sind in der nach- folgenden Abbildung dargestellt. Theoretisch existiert bei minimaler Sonnenhöhe ein unendlich weiter Schattenwurf, der aber in der Praxis wegen der Trübung des Himmels sehr schwach ist. Mit abnehmender Sonnenhöhe nimmt der Anteil der direkten Strahlung exponentiell ab, da die Sonnenstrahlen zunehmend einen längeren Weg durch die Atmosphärenschichten zurücklegen müssen. Untersuchungen haben ergeben, dass selbst an klaren Tagen aufgrund der Trübung des Himmels bis zu einer Sonnenhöhe von 3° kein relevanter Schattenwurf existiert. Daher ist ein Schattenwurf bei Son- nenständen unter 3° nicht zu berücksichtigen. Bei der Schattenwurfanalyse wird die astronomisch maximal möglichen Beschattungsdauer er- mittelt (worst case), die auf folgenden Annahmen beruht: - die Sonne scheint täglich von Sonnenauf- bis -untergang (wolkenlos), - die Rotorkreisfläche steht immer senkrecht zur Sonnenstrahlung, - die WEA befinden sich permanent in Betrieb. Bei der Berechnung werden keine Hindernisse - wie Wald, davorstehende Gebäude, usw. - berücksichtigt. Die Höhenangaben wurden mit Hilfe des digitalen Höhenmodells auf Basis der digitalen Kar- tenserie „TOP50 Brandenburg - Berlin“ (Version 5) der Landesvermessung und Geoinformation Brandenburg (LGB) ermittelt, mit 1 m Intervallbreite, Rasterweite 25 m, Höhengenauigkeit von (+/-) 1 bis 5 m. BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 - 4 - 3. Projektdaten zur Schattenwurfanalyse 3.1 Windenergieanlagen Aus den Auflistungen des Anlagenbestandes des Landesamtes für Umwelt (LfU) Brandenburg (BB) und des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG) M-V sowie weiteren WEA in M-V aus Eigenrecherche gehen hervor, dass die im Rahmen dieser SWA zu berück- sichtigende Vorbelastung (VB) aus insgesamt 70 WEA besteht (vgl. Angaben in der Schallimmissionsprognose (SIP) wpd vom 31.07.2019). In der nachfolgenden Tabelle werden die 70 immissionsschutzrechtlich zur VB zählenden WEA aufgeführt. Die beantragten sieben WEA sind als Zusatzbelastung (ZB) in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 2 (1/3): Auflistung des Anlagenbestandes (WEA-VB) des LfU BB lfd. WEA- NH RD UTM WGS84, Zone 33 WEA-Typ Nr. Bez. [m] [m] Ostwert Nordwert 1 SD E1 V117-3.45-3.450 141,5 117,0 459.666 5.908.858 2 SD E3 V117-3.45-3.450 141,5 117,0 459.078 5.908.267 3 SD E4 V117-3.45-3.450 141,5 117,0 459.438 5.908.192 4 SD E5 V117-3.45-3.450 141,5 117,0 459.332 5.907.890 5 SD E6 V117-3.45-3.450 141,5 117,0 459.566 5.907.558 6 WEA 01 V136-3.45 -3.450 166,0 136,0 458.806 5.904.648 7 WEA 02 V136-3.45 -3.450 166,0 136,0 458.780 5.904.316 8 WEA 03 3.6M140-3.600 160,0 140,0 459.063 5.904.148 9 WKA SD D1 E-70 E2-2.000 64,0 71,0 453.708 5.903.186 10 WKA SD D2 E-70 E2-2.000 64,0 71,0 453.639 5.902.901 11 WKA SD G1 E-82-2.000 138,4 82,0 451.127 5.903.326 12 WKA SD G2 E-82-2.000 138,4 82,0 450.939 5.902.976 13 WKA SD G3 E-82-2.000 138,4 82,0 451.037 5.902.647 14 WKA SD G5 E-82-2.000 138,4 82,0 451.062 5.901.978 15 WKA SD G6 E-82-2.000 138,4 82,0 451.099 5.901.575 16 WKA SD S1 E-82-2.000 138,4 82,0 451.774 5.903.717 17 WKA SD S2 E-82-2.000 138,4 82,0 451.666 5.903.335 18 WKA SD S3 E-82-2.000 138,4 82,0 451.771 5.902.999 19 WKA SD S4 E-82-2.000 138,4 82,0 451.801 5.902.640 20 WKA SD S5 E-82-2.000 138,4 82,0 451.869 5.902.219 21 WKA SD S6 E-82-2.000 138,4 82,0 451.743 5.901.872 22 WKA SD S7 E-82-2.000 138,4 82,0 451.568 5.901.383 23 WKA SD Z1 V117-3.3-3.300 141,5 117,0 451.345 5.902.949 24 WKA SD Z2 V117-3.3-3.300 141,5 117,0 451.442 5.902.190 25 WKA SD Z3 E-92 2,3 MW-2.350 138,4 92,0 451.414 5.902.529 BImSchG / Antrag 7 WEA wpd onshore GmbH & Co. KG, SWA, 07.08.2019 - 5 - Tabelle 2 (2/3): Auflistung des Anlagenbestandes (WEA-VB) des LUNG M-V lfd. WEA- NH RD UTM WGS84, Zone 33 WEA-Typ Nr.