Offshore-Anlagen für den Einsatz auf hoher See

Hubschrauber auf Offshore-Plattform
© BMWi/Holger Vonderlind
Offshore-Anlagen für den Einsatz auf hoher See

Die Anforderungen für Windenergieanlagen auf hoher See unterscheiden sich deutlich von denen im Onshore-Bereich. Hohe Windgeschwindigkeiten, starker Wellengang und die Verankerung der Fundamente tief unter der Meeresoberfläche sorgen für hohe dynamische Lasten. Infolge der salzhaltigen Umgebung kommt ein höheres Korrosionsrisiko hinzu.

Die Entwicklung zuverlässiger Windenergieanlagen und Komponenten zählt daher aus technischer Sicht zu einer der zentralen Herausforderungen bei der Nutzung der Offshore-Windenergie. Neben einer leichten Bauweise bei gleichzeitig hoher Anlagenleistung und der Reduktion bewegter und verschleißanfälliger Bauteile ist die hermetische Abriegelung gegen korrosive Umwelteinflüsse ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von Offshore-Windenergieanlagen (OffWEA) und Komponenten.

Leistungssteigerung bei Offshore-Anlagen im Fokus der Hersteller

Aufgrund der höheren Investitionskosten weisen OffWEA zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit i.d.R. eine höhere Leistung auf als Anlagen an Land. Die bisherige Entwicklung der Offshore-Windenergie zeigt, dass die größeren Anlagenklassen ab 5 MW an Bedeutung gewinnen und sich der Upscaling-Prozess weiter fortsetzt. Verschiedene internationale WEA-Hersteller arbeiten bereits an der Entwicklung von Anlagen im Leistungsbereich oberhalb von 5 MW, z.T. bis hin zu einer Leistung von 10 - 15 MW.


OffWEA von 2 bis 4 MW

Bei der Errichtung der ersten größeren Offshore-Windparks (OWP) in Europa seit dem Jahr 2000 wurden in der Regel OffWEA mit einer Leistung in einer Bandbreite von 2 bis 4 MW errichtet. Oft handelt es sich dabei um Anlagen, die von den Herstellern ursprünglich für den Onshore-Einsatz entwickelt und anschließend technisch für den Offshore-Betrieb angepasst wurden.Die Nabenhöhe dieser Anlagen liegt meistens bei 80 - 90 Metern. Die Anlagen in diesem Leistungsbereich nehmen ihren Betrieb bei einer Windgeschwindigkeit von 3 - 4 m/s auf. Die Windgeschwindigkeit, bei der die OffWEA ihre Nennleistung erreichen, liegt in der Bandbreite zwischen 12 und 14 m/s.

Die Hersteller von Anlagen in der Leistungsklasse 2 - 4 MW haben ihren Sitz überwiegend in den Ländern, in denen größere Offshore-Kapazitäten vorhanden sind, wie beispielsweise Deutschland oder Dänemark. In den letzten Jahren haben jedoch auch asiatische Unternehmen, insbesondere auch aus China, OffWEA in dieser Größenordnung für den heimischen Markt entwickelt.


OffWEA ab 5 MW

Die bislang vor allem in den Offshore-Projekten vor den deutschen Küsten eingesetzten Anlagen mit Leistungen ab 5 MW wurden im Unterschied zu den kleineren Anlagen speziell für den Offshore-Einsatz entwickelt. Die Nabenhöhen der 5 MW-Klasse liegen mit etwa 90 Metern nur geringfügig über der bei kleineren Anlagen. Auch die Einschalt-, Nenn- und Abschaltgeschwindigkeiten sind mit denen kleinerer WEA zu vergleichen.

Größere Anlagen mit einer Leistung über 5 MW befinden sich, abgesehen von einer, am Markt bereits etablierten 6 MW-WEA, größtenteils noch im Prototypenstatus. Mehrere Hersteller arbeiten allerdings zusammen mit Forschungseinrichtungen bereits an einer weiteren Leistungssteigerung bis in einen Bereich von über 10 MW Nennleistung.