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EnBW testet schwimmende Windräder im Baggersee

Wenn Windräder auf See nicht mehr im Boden verankert werden müssen, könnten völlig neue Gebiete zur Stromerzeugung erschlossen werden. Der Energieversorger EnBW testet jetzt schwimmende Windräder.
08.06.2020, 07:29
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Von Florian Schwiegershausen und Janet Binder
EnBW testet schwimmende Windräder im Baggersee

Ein Prototyp der schwimmenden Windenergieanlage «Nezzy 2». Foto: Jan Oelker/EnBW/aerodyn/dpa

Jan Oelker / dpa

Die Idee sollen zwei Norweger beim Segeln vor ihrer Küste gehabt haben. Als sie an einer Boje vorbeifuhren, fragten sich die zwei Ingenieure des norwegischen Staatskonzerns Statoil, ob denn eine Windanlage auf See nicht genauso schwimmen könnte – unter Wasser über eine Kette nur mit einem Anker verbunden. Im Jahr 2009 entstand also der Prototyp im Åmøy-Fjord in Südnorwegen. Es muss aber nicht unbedingt ein Fjord sein. Stattdessen haben der Stromkonzern Energie Baden-Württemberg (EnBW) und der schleswig-holsteinische Hersteller Aerodyn Engineering einen Baggersee nahe Langen bei Bremerhaven vorgezogen.

Hier testen sie ihre zwei schwimmenden Windräder unter Modellbedingungen. Die Anlage hat einen Maßstab von 1:10. Sie ist 18 Meter hoch, während der See eine Tiefe von zehn Metern hat. Im künftigen Realbetrieb im Meer sollen die Anlagen dann eine Höhe von 180 Metern haben. Und im Wasser können es 100 Meter und mehr bis zum Meeresboden werden. Das schwimmende Fundament wird lediglich an einer Ecke frei drehbar verankert. „Damit kann sich die gesamte Struktur wie eine Wetterfahne optimal im Wind ausrichten“, sagte Hannah König. Sie ist bei der EnBW Leiterin Wind- und Maritime Technik.

Offshore-Windpark  Nordsee 1

Offshore-Windräder wachsen in die Höhe und werden immer leistungsfähiger.

Foto: INGO WAGNERDPA

Der Windpark, der auf den Fjord-Prototypen zurückgeht, produziert seit 2017 vor der schottischen Küste Strom und hat eine Leistung von 30 Megawatt. Hier ist das Wasser bis zu 120 Meter tief. Doch "Hywind", an dessen Bau der norwegische Energiekonzern Statoil beteiligt war, ist bisher eine Ausnahme. Denn bislang werden Windturbinen auf Stahlgestellen im Meeresgrund fest verankert, möglich ist das aber nur in Gewässern bis zu 50 Metern Tiefe.

„Mit der neuen Technologie kommen Länder und Meeresflächen mit großen Wassertiefen in Frage“, ergänzte König. Aerodyn-Geschäftsführer Sönke Siegfriedsen sagte, für die Schwimmtechnik kämen tiefe Meere etwa vor Japan, Taiwan und China, aber auch das Mittelmeer infrage: "Wir hoffen, ab einer Wassertiefe von 35 Metern mit dem System konkurrenzfähig zu sein.“ Was außergewöhnlich an der Baggersee-Anlage ist: Das Testmodell bei Bremerhaven ist mit zwei Turbinen auf einem Schwimmelement ausgestattet.

„Das reduziert die Kosten um 30 bis 40 Prozent“, erläutert Siegfriedsen den Vorteil. Laut EnBW haben die Ingenieure für ihre Tests beim Baggersee die nötige Ruhe. "Außerdem ist der See Privatgelände", erklärte eine EnBW-Sprecherin, was ein weiteres Argument für die Tests in der Gemeinde Geestland gab. Die Anlagen können im Hafen errichtet und anschließend zum Standort im Meer gebracht werden.

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Außerdem sei die Schwimmtechnik umweltfreundlicher: Die Rammarbeiten für das Setzen der Fundamente am Standort fielen weg. Und bei einem Rückbau könne die Schwimmvariante ohne Rückstände abgezogen werden. Weltweit arbeiten Unternehmen und Forschungseinrichtungen an der Entwicklung von Schwimmwindrädern, sie werden wie vor der Küste Schottlands auch vor Portugal und Spanien getestet. Die Entwicklung habe im vergangenen Jahr Fahrt aufgenommen, sagte Siegfriedsen.

„Vorher hat niemand richtig daran geglaubt.“ Aerodyn hatte 2018 ein schwimmendes Modell mit einer Windturbine im Meer vor Japan erprobt. Ebenso forscht in Bremerhaven das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) an solchen Anlagen auf schwimmenden Plattformen. Bei dem Projekt "AFLOWT" soll 2022 eine Testanlage in der irischen See zum Einsatz kommen. Es wird von der Europäischen Union mit 14 Millionen Euro unterstützt und soll eine Leistung von zwei Megawatt haben.

Mareike Leimeister, Expertin am Fraunhofer IWES für schwimmende Windkraftanlagen, sagte: "Das ist die Leistung der Testanlage. Grundsätzlich ist die Technik aber für die auf dem Markt befindlichen Windkraftanlagen ausgelegt." Die üblichen Leistungen neuer Windparks liegen derzeit zwischen sechs und acht Megawatt pro Anlage. Hersteller Siemens-Gamesa aus Cuxhaven will 2024 mit einer Anlage in Serie gehen, die eine Leistung von 14 Megawatt haben soll.

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Für die schwimmenden Windräder gibt es verschiedene Möglichkeiten, um sie in der Tiefe zu verankern. Leimeister erläuterte: "Welche Technik sinnvoll zum Einsatz kommt, ist auch abhängig von der Beschaffenheit des Meeresbodens." Bei Hywind stehen die Anlagen auf einem zylinderförmigen Fundament, das unter der Wasserlinie knapp 80 Meter ins Meer hineinragt. Der Fuß des Zylinders ist mit Steinen und anderem Ballastmaterial gefüllt. Beim AFLOWT-Projekt kommt ein Mix dieser Technik mit der von der Baggersee-Anlage zum Einsatz.

Hier hat das Fundament die Form eines liegenden „Y“: An den Enden befinden sich die drei Auftriebskörper, der zentrale Turmschaft befindet sich in der Mitte. Das Schwimmfundament richtet sich von allein durch die Windströmung aus und ist durch sechs Leinen mit Ankern mit dem Meeresboden verbunden. Nach den Baggersee-Tests soll es in diesem Jahr in der Ostsee im Greifswalder Bodden weitergehen – mit dem nächsten Schwierigkeitsgrad, wie Aerodyn-Geschäftsführer Siegfriedsen sagte: „Auf dem See haben wir nur Wind, keine Welle.“

+++ Dieser Text wurde aktualisiert um 22:08 Uhr +++

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