Windenergie aus der Tiefsee
Die aktuelle Offshore-Technik baut zum großen Teil auf Onshore-Techniken auf, trotz der erheblichen Unterschiede bezüglich Bedingungen und Umwelt. Das Ziel des Projekts DEEPWIND (Future deep sea wind turbine technologies) war es, eine neue und zuverlässige Windenergietechnik zu entwickeln, die weniger kostspielig als die von bestehenden Offshore-Windenergieanlagen ist. Die Konstruktion war eine schwimmende vertikale Windturbine mit einem langen vertikalen Rohr im Wasser, einem Rotor mit vertikaler Achse im oberen Teil der Röhre, einem Generator an der Basis und einem Verankerungssystem am Meeresboden. Eine Suite für aeroelastische Modellierung berechnete die Auswirkungen von äußeren Lasten auf Windturbine, Floater, Energieübertragung sowie die Lasten auf den Meeresboden über das Verankerungssystem. Die Forscher entwickelten einen Proof-of-Prinzip-Prototyp für eine 1-kW-Winturbine, um das Prinzip unter nahezu realistischen Betriebsbedingungen mit einem Zweiblattrotor zu demonstrieren. Außerdem diente es zur Untersuchung der Floater-Kinematik unter kontrollierten Bedingungen in einem Testbeckenlabor und mit kombinierter Windsimulation, um die Leistung des geneigten Rotors zu studieren. Das eingebaute Überwachungssystem lieferte Daten über Bewegungen der rotierenden Komponenten und der Teile unter Wasser. Die Forscher analysierten darüber hinaus die Kraftübertragung, Anker- und Drehmomentaufnahme-Komponenten in Bezug auf Umweltbedingungen wie Wind, Wellen und Strömungen. Parallel dazu erarbeitete DEEPWIND einen Plan für das Scale-up der 5-MW-Konzeption zu einer 20-MW-Konstruktion. Das Projekt entwickelte auch einen Computercode für den Pultrusionsherstellungsprozess der Blätter, die Kopplung von Generator und Windturbine sowie die Simulation der Turbinensteuerung. Die Ergebnisse von DEEPWIND haben gezeigt, dass Windturbinen mit vertikaler Achse kombiniert mit Tiefseetechnologie für den Einsatz bei böigen Winden weit von der Küste entfernt besser aufgenommen werden als bestehende Horizontalachsen-Windturbinen. Darüber hinaus erhielt dieses Konzept eine erhöhte Dynamik durch die öffentliche Aufmerksamkeit, wodurch die Technologie einen Schritt näher an der Kommerzialisierung ist.
Schlüsselbegriffe
Windenergie, Tiefsee, Windturbinen, DEEPWIND, Aeroelastik, Floater-Kinematik
