floating wind farms - weiterentwicklung der offshore windkraft eine präsentation von philipp...
TRANSCRIPT
Floating Wind Farms - Weiterentwicklung der Offshore Windkraft
Eine Präsentation von Philipp PfeffermannIngenieurhydrologie I Kolloquium SoSe 2013
Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch
2
Gliederung
1. Ausgangslage der Offshore Windkraft Standorte Gründung
2. Floating Wind Turbines Konzepte Vor- und Nachteile
3. Pilot- und Testanlagen Hywind WindFloat
4. Ausblick5. Zusammenfassung6. Quellen
3
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
4
1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Standorte
Potentielle Standorte:
Etwa 75 % des weltweiten Offshore-Potentials befindet sich bei Wassertiefen > 30 m.
5
1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Gründung
Konzepte in EntwicklungsphaseHerkömmliche Konzepte
Übersicht der Offshore Gründung:
6
1. Ausgangslage der Offshore Windkraft –Gründung
Konstruktion herkömmlicher Konzepte: kostspielig zeitaufwändig Wetterabhängig umweltbelastend
7
2. Floating Wind Farms - Konzepte
Konstruktion schwimmenderKonzepte:
8
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
9
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
10
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
11
2. Floating Wind Farms - Vorteile
Höheres Seewindpotential Sehr großes Standortpotential Geringeres Konfliktpotential Kombinationsmöglichkeiten Serienfertigung Logistik, Transport
12
2. Floating Wind Farms - Nachteile
Verbraucherferne Energieerzeugung Aufwändige Konstruktion Wartungsarbeiten stark wetterabhängig deutlich höhere Anlagenbelastungen Umweltauswirkung auf Meeresflora & -fauna
13
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
14
3. Pilot- & Testanlagen - Projekt Hywind
1. Herstellung: 2. Transport:
3. Montage: 4. Abschleppen:
15
3. Pilot- & Testanlagen - WindFloat
Daten: Turbinenleistung: 2 MW Rotordurchmesser: 40m Turbinenhöhe: 77m Wassertiefe: 45m Inbetriebnahme: 2011 Ort: Portugal Entwickler: Principle
Power
16
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
17
4. Ausblick - MehrfachanlagenHexicon
Aufbau:• Hexagon als
Ballastsystem• Durchmesser: 480m• Lager auf Drehkopf,
Ausrichtung zu Wind• Auf Kontenpunkten
sind WKA montiert (insg. > 50 MW)
• Wellenkraftwerke (15MW) in Verbindungselementen
18
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
19
Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
Noch Fragen???
20
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