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Windenergie Offshore

Neuland betreten - auf schwankendem Grund

Der Wind über dem Wasser wird für die Energiewende dringend benötigt. Auf dem Land ist Stromerzeugung aus Wind bereits eine etablierte Technologie. Dort werden die ersten Anlagen bereits durch die nächste Generation ersetzt, die größer und leistungsfähiger sind. Auf hoher See ist ihr Betrieb dagegen fast noch Neuland - zumindest vor der deutschen Küste. Und genau dort will RWE hin.

Mehr Ertrag als auf dem Land - der Offshore Windpark Thornton Bank vor der belgischen Küste. RWE ist mit 50 Prozent daran beteiligt.
Foto: © RWE
Derzeit baut das Unternehmen Offshore-Windkraftwerke in Europa mit einer installierten Leistung von rund 1.000 Megawatt. In Planung sind weitere 6.500 Megawatt, die RWE bis 2025 mit Partnern realisieren möchte. Im Bau in Deutschland ist derzeit der Windpark Nordsee Ost. Mit 48 der leistungsstärksten Windturbinen und einer Gesamtleistung von 295 Megawatt gehört Nordsee Ost zu den derzeit größten kommerziellen Windkraftprojekten in Deutschland.

Vorteile der Offshore Windenergie - bessere Windbedingungen, höhere Akzeptanz

Für den Schritt hinaus aufs Wasser gibt es handfeste technische und ökonomische Gründe. Die Offshore-Technologie verspricht eine höhere Windausbeute als vergleichbare Anlagen an Land. Windturbinen an guten Standorten an Land erzielen bis zu 2.000 Volllaststunden, auf See hingegen sind es sogar bis zu 4.000 Volllaststunden. Zudem weht der Wind gleichmäßiger - ein großer Vorteil für eine planbare Energieversorgung. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Akzeptanz. Nicht jeder Bürger befürwortet Windkraftanlagen vor seiner Haustür. In einigen Regionen formieren sich Bürgerinitiativen. Ihre Mitglieder fürchten eine "Verspargelung" der Landschaft und sind gegen den Bau weiterer Windparks in ihrer Umgebung. Bei Wind-Offshore ist Widerstand zumindest aufgrund von optischen Beeinträchtigungen dagegen kaum zu erwarten. Die Anlagen werden in Deutschland weit vor der Küste errichtet - viele Kilometer außerhalb der Sichtweite.

Herausforderungen bei der Planung - vom kolksicheren Fundament bis zum Korrosionsschutz

Technisch geschieht bei On- und Offshore bei der Energieumwandlung von Wind in Strom das gleiche. Doch die Arbeitsbedingungen für Mensch und Maschine sind auf dem Meer deutlich schwieriger. Wind und Wetter erfordern neue technische und logistische Lösungen - "von Grund auf" und sogar noch darunter, an den Fundamenten. Die Anlagen müssen im Meeresboden so verankert werden, dass sie verschiedensten Herausforderungen trotzen: zum einen sind sie gegen die Ausspülung der Fundamente zu sichern (Verkolkung). Zum zweiten müssen die Windturbinen den Kräften von Wind und Wasser standhalten und das über Jahrzehnte. Andernfalls geraten sie in Schieflage. Über computergestützte Modellierungstechniken arbeiten die Windparkentwickler von RWE deshalb an der bestmöglichen Anordnung der Windturbinen innerhalb des Baufeldes. In das Modell gehen alle Daten der Umgebungsbedingungen wie Windlasten, Wellenbewegungen, Wassertiefe und Bodenbeschaffenheit ein. So wird ein ideales Design für jedes einzelne Windkraftwerk auf See entworfen. Nicht weniger anspruchsvoll ist die Materialauswahl und -verarbeitung der Großkomponenten selbst. Die Oberflächen müssen auf den hohen Salzgehalt und die dauerhafte Feuchtigkeit ausgelegt sein, die auf hoher See vorherrschen.

Anforderungen an Transport und der Errichtung - Tierschutz und Investitionen in neue Logistik

Die Wechselwirkungen zwischen Natur und Technik sind auch mit Blick auf den Naturschutz ein wichtiges Thema. Besonders in der Errichtungsphase stellt dies die Techniker vor neue Herausforderungen. Die Fundamente für die Anlagen werden in den meisten Fällen in den Boden gerammt, was zu hohem Unterwasserschall führt. Meerestiere und insbesondere Schweinswale können dadurch in ihren Hörfunktionen und beim Navigieren gestört werden.

Um dies zu verhindern, arbeiten die Entwickler an schallminimierenden Techniken, wie z.B. dem Blasenschleier, um die Geräusche zu reduzieren. Im Juni hat RWE gemeinsam mit anderen Unternehmen den Abschlussbericht des Forschungsprojekts ESRa vorgelegt. In diesem Projekt wurden mit einem Feldversuch in der Ostsee verschiedene Methoden zum Schallschutz während des Rammens getestet. Mit allen Methoden ließ sich der Schall reduzieren. Um den Grenzwert von 160 Dezibel im Umkreis von 750 Metern zu erreichen, sind jedoch noch weitere Forschungen notwendig. Die durchgeführten Messreihen haben dazu eine Datenbasis von über 650 Datensätzen geliefert.

Neben der technischen Herausforderung ist vor allem die Logistik eine wichtige Aufgabe - denn die Windkraftanlagen müssen vom Land auf das Wasser gebracht und dort errichtet werden. Dafür hat RWE zwei spezielle Installationsschiffe bauen lassen und jeweils rund 100 Millionen Euro investiert. Die Schiffe können bis zu vier der größten Offshore-Windturbinen samt Fundamente transportieren und anschließend errichten - mit einem maximalen Ladegewicht von 4.500 Tonnen. Am Zielort auf See wird das Schiff per Satellit zentimetergenau fixiert. "Aufgejackt" auf Füße können die Schiffe so in Wassertiefen von über 40 Meter sicher arbeiten. Sie dienen dann als Offshore-Plattform, von der aus die Windkraftanlagen aufgebaut werden.

Infrastruktur für die Betriebsphase - neue Perspektiven für Helgoland

Mit der Inbetriebnahme endet die Arbeit jedoch nicht. Wie auf dem Land müssen auch Offshore-Anlagen regelmäßig gewartet werden. Auch dabei ist der Aufwand deutlich höher als bei Onshore-Anlagen. Vor allem die in Deutschland weiten Entfernungen der Windkraftwerke zur Küste werden dabei zur Herausforderung. Je kürzer die Strecke, desto besser. Deshalb wird RWE die Hochseeinsel Helgoland als Stützpunkt für den Betrieb ihres ersten deutschen Offshore-Windparks nutzen. Im Südhafen der Insel werden derzeit bauvorbereitende Maßnahmen zur Errichtung einer eigenen Service- und Betriebsstation durchgeführt. In 2013 soll dann mit dem Bau des Gebäudes begonnen werden. In diesem Sommer konnte bereits Richtfest für zwei Apartmenthäuser gefeiert werden. Sie werden in Zukunft die RWE-Servicemitarbeiter beherbergen.

Umsetzung der notwendigen Schritte für die Inbetriebnahme - eine Gemeinschaftsaufgabe

Mit der Erschließung und Errichtung von Offshore Windparks zeigt RWE auf, wie die ehrgeizigen Ziele der Energiewende erreicht werden können. Die aktuelle Situation zeigt aber auch, dass alle Projektpartner auf Augenhöhe und mit gleichem Engagement arbeiten müssen. Denn nur dann wird es gelingen, dass regenerativer Strom auch verlässlich bis zu den Endverbrauchern "fließen" kann.

Quelle: RWE AG
Technik | Energie, 15.10.2012
     
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