Greg Lupion
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Drei Monate nach seiner Inbetriebnahme hat der erste schwimmende Windpark der Welt die Leistungserwartungen übertroffen, so der Betreiber Statoil. Der Pilotpark Hywind Scotland mit fünf Turbinen und einer Leistung von 30 MW, der 15 Meilen vor der Küste von Aberdeenshire liegt, wurde im November, Dezember und Januar mit 65 % seiner theoretischen Höchstleistung betrieben, teilte das norwegische Energieunternehmen mit.
Jede der fünf schwimmenden Windturbinen im Hywind Scotland Pilot Park kann 6 MW Energie in das Netz pumpen, so dass das Projekt eine Gesamtleistung von 30 MW hat. Bei Nichtgebrauch wird die Energie in Lithiumbatterien gespeichert und kann später genutzt werden. Die vollständige Geschichte der Entwicklung von Hywind finden Sie unter tinyurl.com/FloatingHywind (Quelle: Equinor | Statoil)
Im Vergleich dazu beträgt der typische Kapazitätsfaktor während der Wintersaison für einen bodengestützten Offshore-Windpark 45 bis 60 %. Der Kapazitätswert von 65 % wurde trotz eines Hurrikans und eines schweren Wintersturms mit Wellenhöhen von bis zu 27 Fuß erreicht.
Die Turbinen von Hywind sind etwa 830 Fuß hoch, von denen 256 Fuß unter die Wasseroberfläche getaucht sind. Jeder massive Turm ist mit schwimmenden Ketten am Meeresboden befestigt und wiegt 1.323 Tonnen. Die schwimmenden Turbinen, die sich in einer Wassertiefe von mehr als 328 Fuß befinden, könnten theoretisch genug Strom erzeugen, um 20.000 durchschnittliche britische Haushalte mit Strom zu versorgen, wenn sie mit voller Leistung arbeiten.
Der Offshore-Vorteil
Der Hauptvorteil eines schwimmenden Windparks besteht darin, dass die Windgeschwindigkeiten auf See in der Regel schneller sind als an Land. Kleine Geschwindigkeitssteigerungen führen zu einer großen Steigerung der Energieproduktion. So kann eine Turbine bei einer Windgeschwindigkeit von 15 Meilen pro Stunde doppelt so viel Energie erzeugen wie bei einer Windgeschwindigkeit von 12 Meilen pro Stunde, so das American Geosciences Institute. Außerdem sind die Windgeschwindigkeiten vor der Küste gleichmäßiger als an Land, was eine stabilere Energiequelle darstellt. In Anbetracht der Tatsache, dass die Hälfte der US-Bevölkerung in Küstengebieten lebt, bieten diese Vorteile die Möglichkeit, Regionen mit hoher Stromdichte zu versorgen.
Zu den Nachteilen des Offshore-Baus gehören mögliche Turbinenschäden durch schwere Offshore-Stürme, die hohen Baukosten und die Herausforderung, in tiefen Gewässern zuverlässige Windparks zu errichten.
Bislang wurden schwimmende Turbinen nur in bescheidenen Projekten eingesetzt, wie z. B. die 7-MW-Anlage, die vom Fukushima Wind Offshore Consortium vor der Küste der japanischen Präfektur Fukushima gebaut und betrieben wurde. Offshore-Windparks werden in der Regel auf dem Meeresboden in flachen Gewässern errichtet. 80 % der Offshore-Windressourcen befinden sich jedoch in Gewässern, die für herkömmliche, am Boden befestigte Windturbinen zu tief sind (200 Fuß), so ein Statoil-Sprecher.
„Wir erwarten weltweit ein exponentielles Wachstum der schwimmenden Offshore-Windkraft“, sagte Statoil, insbesondere da die Technologie ausgereift ist und die Kosten fallen. „Wir sind auf der Suche nach neuen Regionen und evaluieren mehrere interessante Gebiete, in denen ein Potenzial für schwimmende Offshore-Windkraftanlagen vorhanden ist. Zu den Märkten mit hohem Potenzial zählen wir beispielsweise Japan, die Westküste Nordamerikas und sogar Europa.“ Dabei handelt es sich um Gebiete, in denen der Meeresboden vor der Küste steil abfällt.
Europa als Vorreiter?
Die Aussichten für den europäischen Markt für erneuerbare Energien sind im Allgemeinen optimistisch. Zwischen 2015 und 2030 könnte die EU ihren Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtenergieverbrauch von 17 auf 34 % verdoppeln, so ein aktueller Bericht der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien der Europäischen Kommission. Der Bericht stellt fest, dass der europäische Energiesektor einen großen Anteil der Windenergieerzeugung aufnehmen kann.
Diese Karte zeigt das enorme Potenzial der Offshore-Windenergie weltweit. (Quelle: Equinor)
Angestoßen durch das Pariser Abkommen zum Klimawandel hat sich Europa Ziele für den Einsatz erneuerbarer Energien gesetzt. Dem Kommissionsbericht zufolge stieg der Anteil der erneuerbaren Energien von 9 % im Jahr 2005 auf 16,7 % im Jahr 2015. Die EU ist auf dem besten Weg, ihr für 2020 gesetztes Ziel von 20 % zu erreichen.
Um die Windenergie weiter zu verbreiten, müssen die Erbauer und Betreiber jedoch Wege finden, die Kosten zu senken. Sie investieren zunehmend in das Internet der Dinge oder IoT. „Generell bietet das IoT den Betreibern die Möglichkeit, ihre Anlagen effizient zu verwalten“, so Paul Miller, Senior Analyst bei Forrester Research. „Detaillierte Überwachung und vorausschauende Wartung verbessern die Betriebszeit für abgelegene Betriebe. Ingenieure können beauftragt werden, unterstützungsbedürftige Standorte zu besuchen, und ihre Chancen, die richtigen Teile mitzunehmen, steigen ebenfalls.“