Schwimmende Windkraftanlagen

Schwimmende Windkraftanlage von Hexicon

Windenergieanlagen auf hoher See gehört die Zukunft. Dort weht der Wind stärker und die Ausbeute ist höher. Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg haben nun ein Prinzip vorgestellt, mit dem sich Windkraftanlagen auch auf hoher See installieren lassen, ohne dass diese Schaden nehmen.

Offshore-Windkraftanlagen können nach herkömmlichen Methoden nur in Wassertiefen von bis zu 50 Metern installiert werden. Offshore-Windparks sind dadurch auf wenige Standorte beschränkt, dabei ist das Potenzial draußen auf dem Meer weit höher als auf dem Festland, denn je tiefer das Wasser, desto stärker weht der Wind darüber. Wissenschaftler und Unternehmen arbeiten deswegen eifrig an neuen Techniken für schwimmende Windkraftanlagen.

Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg haben nun ein Konzept entwickelt, Anlagen bei Wassertiefen von bis zu 800 Metern zu installieren. Anders als herkömmlich werden die Windräder nicht am Meeresboden verankert, sondern schwimmen auf der Wasseroberfläche. Gemeinsam mit dem Dresdner Consulting- und Engineeringunternehmen GICON haben die Forscher eine schwimmende Plattform nach dem sogenannten TLP-Prinzip (Tension-leg Platform) konstruiert. Frank Dahlhaus, Professor für Baukonstruktion und Massivbau an der TU Bergakademie Freiberg erklärt das Prinzip: „Vertikale und diagonale Verspannungen halten bei dieser Methode die Schwimmkörper, also die Plattform, auf der das Windrad steht, in Position. Von den Auftriebskörpern, die die Plattform über Wasser halten, reichen straffe Seile vertikal bis auf den Meeresgrund, an dem sie über Verankerungen festgespannt werden. Von dort führen weitere Seile diagonal zurück zum Schwimmkörper. Die Plattform wird dadurch leicht unter Wasser gezogen und stabilisiert.“

Das TLP-Prinzip verwandelt schwimmende Offshore-Fundamente in ein starres System. „Die Anlagen reagieren also wie Windräder auf dem Land – sie bleiben stabil und werden nicht vom Wind und den Wellen hin und her geweht“, so Dahlhaus. Die Anlagen lassen sich damit auch in sehr tiefen Gewässern einsetzen, etwa an steil abfallenden Küsten. Erste Testversuche in der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt hat die TLP-Konstruktion unbeschadet überstanden. Gemeinsam mit GICON, der Universität Rostock und dem Wirtschaftsministerium Mecklenburg-Vorpommern soll nun ab 2013 eine Pilotanlage der TLP-Konstruktion in der Ostsee entstehen.

Schwimmende Windkraftanlagen sind eine vielversprechende Möglichkeit für erneuerbare Energien. Es wurden bisher unterschiedliche Konzepte vorgestellt. Das schwierigste Problem dabei ist, die Anlagen auch bei stürmischer See einigermaßen stabil zu halten und gegen die fortwährend auf die Anlagen einwirkenden mechanischen Belastungen zu widerstandsfähig zu machen. Der norwegische Energiekonzern StatoilHydro hat bereits seit 2009 die Testanlage „Hywind“ in Betrieb, deren senkrecht stehender zylinderförmiger Schwimmkörper unter Wasser durch Stahltrosse gehalten und mit Betonblöcken auf dem Meeresboden verankert wird.

Kürzlich hat das schwedische Unternehmen Hexicon ein Konzept vorgestellt. Auf einer schwimmenden Plattform von rund 500 Metern Durchmesser, die am Meeresboden verankert wird, sind sechs große Windkraftanlagen installiert, die durch 30 kleinere Windräder und Wellenkraftwerken unter Wasser ergänzt werden (siehe Bild links oben). Dadurch entsteht eine künstliche Insel, die bis zu 69 Megawatt sauberen Strom erzeugen kann. Die Testanlagen werden zeigen, welches Prinzip sich bewährt und als am aussichtsreichsten erweist.

Josephin Lehnert

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