Windkraftanlagen lernen das Schwimmen

Große Offshore Windparks vor der Nord- und Ostseeküste sollen künftig viele hundert Megawatt Strom produzieren und sind – gemeinsam mit den Anlagen an Land – ein Grundpfeiler bei der Umsetzung der Energiewende.

Dabei gilt: je weiter weg von der Küste, desto stärker, gleichmäßiger und besser vorhersagbar weht der Wind. Ab einer bestimmten Wassertiefe sind die bisher gängigen fest installierten Fundamente von Offshore Anlagen jedoch zu teuer. Wissenschaftler des Lehrstuhls für Windenergie (SWE) der Universität Stuttgart forschen jetzt an schwimmenden Windenergieanlagen, die auch bei Wassertiefen von über 40 Metern eingesetzt werden können. Dies soll die Nutzung der Windkraft auch in steil abfallenden Gewässern, zum Beispiel im Mittelmeer vor Spanien, im Westen der USA oder in Japan ermöglichen.

In dem Projekt mit dem Namen FLOATGEN (Demonstration of Two Floating Wind Turbine Systems for Power Generation in Southern European Deep Waters) wollen die beteiligten Wissenschaftler und Unternehmen aus Deutschland, Frankreich, Spanien, Großbritannien, Norwegen und Belgien die technische und finanzielle Machbarkeit schwimmender Windenergieanlagen für Wassertiefen von über 40 Metern demonstrieren.
Solche Anlagen werden nicht durch Stahl- oder Betonfundamente fest im Boden verankert, sondern auf einer schwimmenden Plattform installiert, welche je nach Konzept bis über hundert Meter unter die Wasseroberfläche reichen kann. Um ein Wegschwimmen zu vermeiden und die Stabilität zu gewährleisten, wird ein Vertäuungssystem zwischen Plattform und Meeresboden befestigt. Im Jahr 2015 werden Prototypen der multi-Megawatt Klasse in südeuropäischen Gewässern installiert.

Wirtschaftlich und flexibel
Hauptziel des Projektes ist die Verringerung der Investitionskosten schwimmender Windenergieanlagen sowie der Vergleich mit ähnlichen Projekten auf festen Fundamentstrukturen. Auch eine Umweltverträglichkeitsstudie gehört zum Projektumfang. Neben den wirtschaftlichen Pluspunkten versprechen sich die Wissenschaftler weitere Vorteile. So können schwimmende Windkraftanlagen flexibler positioniert werden. Dadurch kann man diese einerseits nicht sichtbar vom Festland fernab der Küsten bauen. Dort ist die Energieausbeute größer, da der Wind stärker, konstanter und vorhersehbarer bläst.
Andererseits ist auch die Installation in der Nähe großer Städte wie Tokyo oder New York möglich, was die elektrischen Verluste beim Stromtransport gering hält. Sensible Regionen wie Naturschutzgebiete, Schifffahrtswege oder militärische Zonen lassen sich gut umgehen. Selbst die Wartung großer Komponenten dürfte einfacher werden, da schwimmende Plattformen nicht auf rauer See repariert werden müssen, sondern in den sicheren Hafen geschleppt werden können.

FLOATGEN wird aus dem 7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Kommission mitfinanziert. Mit einem Antragsvolumen von 36 Millionen Euro und bisher bewilligten Fördergeldern von über 19 Millionen Euro an das multinationale Konsortium ist es das bisher größte öffentlich geförderte Projekt der Europäischen Kommission im Bereich Offshore Windenergie.
320 000 Euro erhalten die Forscher der Universität Stuttgart, die sich mit der computergestützten Simulation des Gesamtsystems schwimmender Windenergieanlagen beschäftigen. Dabei sind die Schwerpunkte die Reduktion dynamisch auftretender Lasten, welche durch Wind und Wellen hervorgerufen werden, und die Entwicklung einer fortschrittlichen Steuerung und Regelung der Anlage. Durch das komplexere dynamische Verhalten von Windenergieanlagen auf schwimmenden Plattformen im Vergleich zu festen Fundamenten ist die Simulation und Optimierung eine besondere Herausforderung.

Partner des FLOATGEN Konsortiums sind: Gamesa (Koordinator, Spanien), IDEOL (Frankreich), Universität Stuttgart, Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie (SWE, Deutschland), ACCIONA Windpower (Spanien), Navantia (Spanien), Olav Olsen (Norwegen), Fraunhofer IWES (Deutschland), RSK Environment Ltd (Großbritannien), Greenovate! Europe (Belgien), ACCIONA Energy (Spanien)

Weitere Informationen:
Friedemann Beyer, Universität Stuttgart, Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie (SWE), Tel. 0711/685-60338, E-Mail: beyer (at) ifb.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation,
Tel. 0711/685-82176, E-Mail: andrea.mayer-grenu (at) hkom.uni-stuttgart.de

Sarine Barsoumian, Greenovate ! Europe, Tel. +32 2400/1007,
E-Mail: sarine.barsoumian (at) greenovate.eu