Floating Wind Farms - Weiterentwicklung der Offshore Windkraft Eine Präsentation von Philipp Pfeffermann Ingenieurhydrologie I Kolloquium SoSe 2013 Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

Gliederung Ausgangslage der Offshore Windkraft Floating Wind Turbines Standorte Gründung Floating Wind Turbines Konzepte Vor- und Nachteile Pilot- und Testanlagen Hywind WindFloat Ausblick Zusammenfassung Quellen

1. Ausgangslage der Offshore Windkraft–Standorte Herkömmliche Offshore anlagen: Nur bis 50m Tiefe ausgelegt Verwendete Konzepte stoßen schnell an wirtschaftliche Grenzen Standorte stark beschränkt! Konzentration in südlicher Nordsee

1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Standorte Potentielle Standorte: Etwa 75 % des weltweiten Offshore-Potentials befindet sich bei Wassertiefen > 30 m.

1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Gründung Übersicht der Offshore Gründung: Herkömmliche Konzepte Konzepte in Entwicklungsphase

1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Gründung Konstruktion herkömmlicher Konzepte: kostspielig zeitaufwändig Wetterabhängig umweltbelastend

2. Floating Wind Farms - Konzepte Konstruktion schwimmender Konzepte:

2. Floating Wind Farms - Konzepte 1. Spar-Buoy - „Tanzender Turm“ Konstruktion: Langer hohler Stahlzylinder mit Ballasttank am Tiefpunkt Mit Muringen am Grund befestigt Vorteil: materialsparend sehr große Tiefen realisierbar, bis 700m Nachteil: bei Sturm, kann sich Anlage bis zu 20m auf- und ab bewegen Setzt bestimmte Wassertiefe voraus Installation im Wasser

2. Floating Wind Farms - Konzepte 2. Tension Leg Plattform – „TLP“ Konstruktion: Stahlkonstruktion mit Auftriebskörpern Vertikale & Diagonale Verspannung mit Meeresboden, „starres System“ „Schwebende Plattform“ Vorteil: Komplette Herstellung im Hafen Witterungsunabhängige Produktion wartungsfreundlich Nachteil: Begrenzte Tiefe: 50-200m

2. Floating Wind Farms - Konzepte 3. Semi-Sub – „Halbtaucher“ Konstruktion: mehrere verbundene Schwimmkörper Verankert am Meeresboden Vorteil: Komplette Herstellung im Hafen Serientauglich Nachteil: Hohe Materialkosten für Schwimmkörper Begrenzte Tiefe: 50-200m

2. Floating Wind Farms - Vorteile Höheres Seewindpotential Sehr großes Standortpotential Geringeres Konfliktpotential Kombinationsmöglichkeiten Serienfertigung Logistik, Transport

2. Floating Wind Farms - Nachteile Verbraucherferne Energieerzeugung Aufwändige Konstruktion Wartungsarbeiten stark wetterabhängig deutlich höhere Anlagenbelastungen Umweltauswirkung auf Meeresflora & -fauna

3. Pilot- & Testanlagen - Projekt Hywind Daten: Turbinenleistung: 2,3MW Turbinenhöhe: 65m Rotordurchmesser: 82m Unterteil 100m unter Wasser, mit 3 Tauen befestigt Ballasttank : 3000t Wassertiefe: 200m Inbetriebnahme: 2009 Entwickler: Statoil Hydro

3. Pilot- & Testanlagen - Projekt Hywind 1. Herstellung: 2. Transport: 3. Montage: 4. Abschleppen:

3. Pilot- & Testanlagen - WindFloat Daten: Turbinenleistung: 2 MW Rotordurchmesser: 40m Turbinenhöhe: 77m Wassertiefe: 45m Inbetriebnahme: 2011 Ort: Portugal Entwickler: Principle Power

3. Pilot- & Testanlagen - WindFloat Technik & Besonderheiten: aktives Ausgleichssystem im Inneren bis zu 100 Tonnen Wasser werden hin und her gepumpt Nachteil, Teil der Energie geht verloren

4. Ausblick - Mehrfachanlagen Hexicon Aufbau: Hexagon als Ballastsystem Durchmesser: 480m Lager auf Drehkopf, Ausrichtung zu Wind Auf Kontenpunkten sind WKA montiert (insg. > 50 MW) Wellenkraftwerke (15MW) in Verbindungselementen

5. Zusammenfassung In dem Bereich steckt viel Potential (s. energetisches Potential und große Standortauswahl) Sich schnell entwickelnder Forschungsbereich, da Erfahrungen von Offshore Erdöl- & Erdgasindustrie + Offshore Windkraft genutzt werden Man muss abwarten, wie Pilotprojekte abschneiden, und inwieweit diese sinnvolle Daten liefern

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen???

6. Quellen EWEA: „The European offshore wind industry - key trends and statistics”, Broschüre 2012 http://www.offshore-windenergie.net/ http://www.erneuerbare-energien.de http://tu-freiberg.de http://offshorewind.net/Other_Pages/Turbine-Foundations.html#future http://www.cleanenergy-project.de/erneuerbare-energien/windenergie/item/5006-schwimmende-windkraftanlagen http://www.statoil.com/en/technologyinnovation/newenergy/renewablepowerproduction/offshore/hywindhttp://www.ewea.org/ http://www.principlepowerinc.com/products/windfloat.html http://www.wikipedia.org