Verbesserung der Offshore-Windtechnologien
Europa verfügt über riesige ungenutzte Windressourcen bei Wassertiefen von über 50 Metern. Die Installation von Fundamenten am Meeresgrund ist jedoch technisch und/oder wirtschaftlich nicht umsetzbar. Um diese Ressourcen kosteneffektiv nutzen zu können, sind innovative, schwimmende Fundamentkonstruktionen sowie hochleistungsfähige und hochzuverlässige Turbinentechnologien erforderlich. Im Rahmen des Projekts "High power, high reliability offshore wind technology" (HIPRWIND) wurde ein Konsortium von Marktführern zusammengebracht, um neuartige, kosteneffektive Ansätze für schwimmende Windkraftanlagen im Megawatt-Bereich zu erstellen und zu prüfen. Ziel der Mitglieder ist es, eine voll funktionstüchtige Windturbine herzustellen, die an einer europäischen Meeresprüfstelle installiert werden wird. Diese Testinstallation im Megawatt-Bereich wird die derzeitige Lücke in der Technologieentwicklung zwischen kleinangelegten Prüfungen im Wasserbecken und vollmaßstäblichem Offshore-Einsatz schließen. Durch diese Installation können außerdem entscheidende Aspekte der Offshore-Windtechnologie bei hohen Wassertiefen behandelt werden. Diese beinhalten innovative Konstruktionen für das schwimmende Fundament, effiziente Installationsverfahren, fortgeschrittene Lösungen für die Steuerungstechnik und Fragen zum Netzanschluss der schwimmenden Windkraftanlagen. Diese Forschungsarbeit befasst sich auch damit, dass eine extrem hohe Zuverlässigkeit der Komponenten erforderlich ist. Innovative Herstellungsverfahren werden bei den großen Rotorblattkonstruktionen, den Überwachungssystemen für die strukturelle Integrität, der zuverlässigen Leistungselektronik und den Steuerungssystemen zum Einsatz kommen. Eingebaute aktive Steuerungsfunktionen werden die dynamische Belastung des schwimmenden Fundaments verringern, um Gewicht und Kosten gegenüber existierenden Konstruktionen einzusparen. Das Projektteam konnte den Konzeptentwurf der schwimmenden Demonstrationsplattform bereits fertigstellen und ihr dynamisches Verhalten untersuchen. Bereits im Gange ist die Arbeit am Entwurf eines Verankerungssystems und der dynamischen Trossen in Bezug auf geotechnische Spezifikationen der ausgewählten Meeresprüfungsinfrastruktur in Spanien. Ein Betriebs- und Instandhaltungsprotokoll wurde ausgearbeitet, um sicheren Zugang zur schwimmenden Anlage, ihren sicheren Betrieb und ihre gefahrfreie Instandhaltung zu gewährleisten. Mehrere aktive und passive Konzepte zur Senkung der Rotorblattbelastung wurden analysiert und eine geeignete Strahlgeometrie für strukturelle Ermüdungsprüfungen wurde ausgewählt. Es wird erwartet, dass durch das HIPRWIND-Projekt in Zukunft Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zusammengefasst werden, welche der Industrie einen Fahrplan und eine Vision für die Entwicklung sehr großer Offshore-Windenergieanlagen bereitstellen wird. Dies wird dazu beitragen, die Risiken und Kosten des Technologieentwicklungsprozesses zu senken.
Schlüsselbegriffe
Offshore-Windkraftanlage, schwimmende Windkraftanlage, Tiefwassergebiet, dynamische Belastung, dynamische Trossen, Senkung der Blattbelastung
