Windkraftanlage
Die zur Zeit größte Windkraftanlage hat eine Leistung von 6 MegaWatt (MW) und eine Narbenhöhe von ca.130m. Ende 2006 wurden ca.5% des gesamten deutschen Stromverbrauchs durch Windkraftanlagen abgedeckt. Deutschland liegt international gesehen auf Platz 1 vor Spanien und den USA bei der Nutzung der Windenergie. 2007 betrug die installierte Leistung ca.22.250 MegaWatt. Damit ist die Windenergie jetzt vor der Wasserkraft die wichtigste erneuerbare Enegiequelle in Deutschland. Im Wesentlichen besteht eine Windkraftanlage aus einem Rotor mit Nabe und Rotorblättern, einer Maschinengondel, die den Generator und häufig ein Getriebe (neu:auch ohne Getreibe) beherbergt. Sie ist drehbar auf einem Turm gelagert, dessen Fundament die notwendige Standsicherheit gibt. Dazu kommen die Überwachungs-, Regel- und Steuerungssysteme sowie die Netzanschlusstechnik in der Maschinengondel und im Fuß oder außerhalb des Turmes. Die Rotordurchmesser bei den heute üblichen Anlagengrößen liegen etwa zwischen 40 und 90 m. Heutige moderne Rotorblätter werden in Halbschalen-Sandwitch Bauweise hergestellt und bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Einige Hersteller setzen sogar auf Kohlefaser als Werkstoff für die Rotoren. Zur Stromerzeugung werden Drehstrom-asynchron- oder synchron-Generatoren verwendet. Nachteil von Windkraftanlagen ist jedoch das es keine planbare Dauerleistung gibt. Wenn kein wind weht, wird kein Strom erzeugt. Weht viel Wind, wird viel Strom erzeugt. In Kombination mit Speicherkraftwerken, wie z.B. Pumpspeicherkraftwerken oder Druckluftspeicherkraftwerken sind diese Anlagen eine sinnvolle Ergänzung.
Offshore Windparks
In Deutschland ist die Errichtung großer Offshore Windanlagen derzeit in Planung. Länder wie z.B. Dänemark, Niederlande oder England besitzen bereits einige Offshore Windanlagen. In Deutschland sind zur Zeit 14 Windparks dieser Art genehmigt wurden. Der Offshore Windpark Borkum West (45Km nördlich von borkum) soll eine Jahresleistung von 3500 GigaWatt Stunden (Gwh) erbringen. Der in den Windkraftanlagen produzierte Strom wird über Seekabel an das Festland geliefert und in das allgemeine Stromnetz eingespeist. Experten sagen Offshore-Windparks eine große Zukunft voraus.
Der größte Offshorewindpark der Welt
Wie kommt die alternative Energie zum Verbraucher?
Die Zukunft der Windkraft liegt im Meer. Jüngstes Projekt: Die Anbindung des weit ab von der Nordseeküste geplanten Clusters „Borkum 2“ an das deutsche Stromnetz. Dieser weltweit größte Windpark außerhalb des Festlands geht 2009 ans Netz. Weitere Offshorewindparks in Nord- und Ostsee sollen folgen. Doch wie wird die Netzanbindung realisiert?
Die Türme sind inklusive Fundament fast so hoch wie der Kölner Dom. Die Rotorblätter haben einen Durchmesser von mehr als 100 Metern. Rund 80 dieser Windräder werden sich auf 60 Quadratkilometer Meeresfläche verteilen. Schon diese drei Eckdaten machen deutlich, welche Dimension der weltweit größte jemals im Meer geplante Windpark nordwestlich von Borkum haben wird.
Die künftig hier erzeugte Energie entspricht nach Angaben des Betreibers der Leistung eines konventionellen Großkraftwerks und deckt „rechnerisch den Bedarf von 400.000 Mehrpersonenhaushalten“.
Doch „Borkum 2“ ist nicht nur in Hinblick auf seine Größe und Leistungsfähigkeit eine Anlage der Superlative. Nie zuvor wurde in deutschen Gewässern eine Hochspannungsleitung mit Gleichstromtechnologie konzipiert, die so weit unter der Meeresoberfläche verläuft. Die Aufgabe: Auf einer Trasse von rund 200 Kilometern, davon 130 Kilometer auf dem Meeresgrund, sollen Gleichstromkabel verlegt werden, die künftig auf See gewonnene Energie sicher und umweltfreundlichh zu den Verbrauchern ans Festland bringen.
Hohe Anforderungen an die Übertragungskabel
Der Startschuss hierfür fiel im Herbst 2007. Derzeit befindet sich die Netzanbindung für den Offshorewindpark mit einer Netzübertragungsleistung von 400 Megawatt in der ersten Ausbaustufe.
Dabei sind die Anforderungen an das Leitungssystem groß: Kabel und Ummantelung müssen Einwirkungen der rauen Nordsee widerstehen. Auch stellen mögliche Schiffshavarien oder Schäden durch Langzeitkorrosion Gefahren für die Kabel dar.
Deutschland setzt bei der Lösung auf eine technische Innovation: HVDC (High Voltage Direct Current) Light heißt das unterirdische Übertragungssystem, mit dem schon seit rund zehn Jahren bereits ähnlich anspruchsvolle Projekte in aller Welt realisiert wurden, sowohl im Meer als auch unter der Erde.
Ohne HVDC Light wären Windparks wie „Borkum 2“ wohl kaum wirtschaftlich zu betreiben. Der Nutzen für den Klimaschutz dieses zugleich ersten kommerziellen deutschen Windparks lässt sich schon jetzt absehen: Experten haben errechnet, dass durch den Windpark eine CO2-Reduzierung von etwa 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr erreicht wird.
Bei HVDC-Light-Kabeln handelt es sich um Hochspannungskabel aus umweltfreundlichem Polymer. Sie sind besonders leicht – und dennoch stark und robust. Zu den weiteren Eigenschaften von HVDC-
- elektromagnetische Felder werden vermieden
- ölfreie Verarbeitung
- recycelbare Metallbestandteile
Mit diesen Spezialkabeln sind Stromübertragungen von bis zu 1.100 Megawatt kein Problem – auch nicht über große Entfernungen.
Damit sind HVDC-Light-Kabel geradezu prädestiniert für die Anbindung von Inseln, Offshorewindenergieanlagen oder Ölplattformen an das Stromnetz an Land. Doch auch Onshoreanwendungen können mit HVDC Light kostengünstig und sicher realisiert werden.
Weltweit Offshore-Windparks mit 45.000 MW Leistung in Planung
Der Windenergienutzung auf dem Meer gehört in den nächsten Jahrzehnten die Zukunft.
Nach einem Hamburger Beratungsunternehmens sind derzeit Offshore-Windparks mit einer Gesamtleistung von 45.000 Megawatt (MW) rund um den Globus in der Planung.
"Das weltweite Investitionsvolumen dieser Windparkprojekte liegt bei aktuell rd. 70 Mrd. Euro," Hauptmotor der maritimen Windenergie-Entwicklung sei Europa. In der Länder-Rangliste führe Deutschland mit 28.000 MW vor Großbritannien (10.000 MW) und Schweden (2.100 MW). In Nordamerika seien dagegen erst Offshore-Windparks mit einer Leistung von 1.300 MW in Planung.
Offshore Windpark "Alpha Ventus"
alpha ventus ist ein Gemeinschaftsprojekt: E.ON Energy Projects GmbH, EWE AG und Vattenfall Europe New Energy GmbH haben für die Realisierung des Windparks alpha ventus die Deutsche Offshore-Testfeld- und Infrastruktur GmbH & Co. KG (DOTI) gegründet. Unter der Bezeichnung "Offshore-Windpark Borkum-West" hat die DOTI die Rechte der Windparkgenehmigung von der Stiftung der Deutschen Wirtschaft für die Nutzung und Erforschung der Windenergie auf See (Stiftung Offshore-Windenergie) gepachtet. Seit 01.01.2008 zeichnet bei E.ON die Market Unit E.ON Climate & Renewables GmbH für alpha ventus verantwortlich.
Standort alpha ventus:
alpha ventus liegt ca. 45 km nördlich der Insel Borkum außerhalb der 12-Meilen Zone im Bereich der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Bundesrepublik Deutschland.
Das offene Meer scheint viel Platz zu bieten für einen Windpark wie alpha ventus. Doch schaut man genauer hin, so kommen nur ganz bestimmte Standorte in Frage. Sandaushebungsgebiete, Kommunikationskabel, militärische Sperrgebiete, Schifffahrtsrouten und Nationalparke müssen bei der Ortswahl berücksichtigt werden. Speziell der Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer hat großen Einfluss auf die Lage der Anlage und die Trasse des Seekabels, welches Windräder und Trafoplattform mit dem Festland verbindet.
Die Eckkoordinaten des Windparks sind:
54° 00,0’ N 6°34,4’ E
54° 01,6’ N 6°34,4’ E
54° 01,6’ N 6°37,3’ E
54° 00,0’ N 6°37,4’ E
Die Genehmigung zum Bau eines Windparks an dieser Position wurde durch das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) unter dem Namen "Testfeld Borkum West" erteilt.
Weitere Infos zu alpha ventus
