Großanlagen auf hoher See
Die längsten Rotorblätter, die je für eine Windturbine gefertigt wurden, entstehen seit kurzem im dänischen Aalborg: 75 Meter lange Hightech-Flügel, stabil und besonders leicht, für die neue 6-Megawatt-Windenergieanlage SWT-6.0 von Siemens. Ein erster Prototyp soll demnächst im Offshore-Windpark in Østerild aufgebaut werden. Die Anlage – mit 350 Tonnen Gesamtgewicht die leichteste ihrer Klasse – wurde speziell für den Einsatz unter den widrigen Bedingungen auf hoher See entwickelt.
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Die weltweit größte aus Glasfaser hergestellte Komponente aus einem Guss. (Foto: Siemens Pressebild)
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Seit den ersten Offshore-Anlagen haben die Turbinen stetig an Größe zugelegt. Die weltweit erste Windfarm im Meer, der Windpark Vindeby vor der Küste der dänischen Insel Lolland, ging 1991 mit elf Anlagen einer Leistung von jeweils 450 Kilowatt in Betrieb. Sie werden von fünf Meter langen Rotorblättern angetrieben – die gewaltigen Flügel der SWT-6.0 werden demnächst die Fläche von zweieinhalb Fußballfeldern überstreichen.
Größe lohnt sich: Weil Fundament und Turm auf hoher See ungleich teurer sind als an Land, bemüht man sich, möglichst viel Windenergie pro Anlage einzusammeln. Ein technologisch-ökonomisches Limit ist wohl erst bei rund 20 Megawatt, d.h. Rotorlängen von 125 Metern erreicht. Zu diesem Ergebnis kam der europäische Forschungsverbund Upwind.
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Offshore-Windräder sind groß geworden (Foto: Siemens Pressebild) |
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Zu dem kürzlich abgeschlossenen Upwind-Projekt trugen zahlreiche Forschungs- und Industrieeinrichtungen bei. Untersucht wurden Probleme und Lösungsansätze auf dem Weg zu sehr großen Windenergieanlagen. Denn die gängige Technik lässt sich nicht einfach auf größere Dimensionen hochrechnen: Eine auf diese Weise geplante 20 Megawatt-Turbine würde gigantische – und kostenträchtige – 880 Tonnen wiegen. Der dieser Belastung gewachsene riesige Turm könnte auf keinem der heutigen Docks gelagert, mit keinem Schiff transportiert und mit keinem existierenden Kran aufgebaut werden. Um das Gewicht zu reduzieren, ist es zum Beispiel Aufgabe der Forschung, leichte Rotorblätter aus robustem, aber flexiblem Material zu entwickeln, die – ausgerüstet mit ausgefeilten Wind- und Verformungssensoren – ihre Gestalt den Strömungsverhältnissen anpassen und so bedrohlichen Belastungssituationen ausweichen können.
Entwicklungsbedarf sieht auch das Energieforschungsprogramm der Bundesregierung: bei den Werkstoffen etwa, bei innovativen Konzepten für Rotorblätter, Antriebe, Turmbau und Gondeln oder der Strömungsmessung in großen Höhen, aber auch bei der ökologischen Begleitforschung.
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Windenergie in Deutschland. (Grafik: IPP, Daten: Deutsches Windenergie-Institut)
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Die Ziele sind ehrgeizig: Zwar stehen die heute über 22.000 deutschen Windräder – installierte Gesamtleistung rund 29 Gigawatt – fast ausschließlich an Land. Erst vor zwei Jahren wurde der erste deutsche Hochsee-Windpark eröffnet (siehe Energie-Perspektiven 2/2010). Bis zum Jahr 2020 sollen es laut dem „Nationalen Aktionsplan für erneuerbare Energie“ an Land 36 und auf See 10 Gigawatt installierter Leistung sein. Bis 2030 soll die Offshore-Windleistung auf 25 Gigawatt ausgebaut werden – ein Anteil an der deutschen Stromerzeugung von etwa 15 Prozent. Ob dieser Ausbau der Windenergie klappen kann, dafür ist laut Energieforschungsprogramm nicht zuletzt ihre „umfassende Integration in das Energiesystem“ (siehe Artikel "Neues Netz für neue Energien") entscheidend.
imi
