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Floating Wind Farms - Weiterentwicklung der Offshore Windkraft

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 Standorte Gründung Floating Wind Turbines Konzepte

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Presentation Transcript

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

  2. Gliederung • Ausgangslage der Offshore Windkraft • Standorte • Gründung • Floating Wind Turbines • Konzepte • Vor- und Nachteile • Pilot- und Testanlagen • Hywind • WindFloat • Ausblick • Zusammenfassung • 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 Übersicht der Offshore Gründung: Herkömmliche Konzepte Konzepte in Entwicklungsphase

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

  7. 2. Floating Wind Farms - Konzepte Konstruktion schwimmender Konzepte:

  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 WitterungsunabhängigeProduktion • 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: StatoilHydro

  14. 3. Pilot- & Testanlagen - Projekt Hywind 2. Transport: 1. Herstellung: 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

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