Windkraft

USA: Neue Offshore-Windturbine braucht keinen Turm

Illustration der turmlosen Offshore-Windturbine Arcus © Sandia National Laboratories
Illustration der turmlosen Offshore-Windturbine Arcus © Sandia National Laboratories

Eine Offshore-Windturbine, die keinen hohen Turm braucht, um zu funktionieren: An einem solchen Projekt arbeiten die Sandia National Laboratories des US-Energieministeriums. Anstatt sich auf die bekannten drei Flügel auf einem Turm zu verlassen, sind die neuen schwimmenden Turbinen wie Karussells auf dem Meer konfiguriert, deren Flügel um eine vertikale Achse kreisen, berichtet CleanTechnica. Diese Anlagen sollen deutlich günstiger sein als die klassischen Versionen.

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Windturbine soll Kosten wesentlich reduzieren

Die Technologie hinter den neuen Windturbinen ist nicht unbedingt neu, denn das Labor forscht bereits seit den 1970er Jahren an der Vertikalachsen-Technologie. Im Jahr 2019 rief das Energieministerium zu neuen Designs für schwimmende Windturbinen auf, mit dem Ziel, die Kosten zu senken. Ein Team von Sandia war mit einem Projekt namens „Arcus“ bereit. Das Ergebnis des Projekts ist eine 22-Megawatt-Konzeptturbine, die eine Chance nutzt, die von schwimmenden Windturbinen der ersten Generation übergangen wurde. Die ersten schwimmenden Turbinen ähneln Land-Turbinen, außer dass sie schwimmen. Außerdem kosten sie nach Angaben des Sandia-Teams etwa 3-5 Mal mehr als Turbinen an Land.

Nachdem das Sandia-Team die Zahlen durchgerechnet hatte, stellte es fest, dass schwimmende Windkraftanlagen tatsächlich einen interessanten Vorteil gegenüber Land-Turbinen haben. Die Turbine macht nur 20 Prozent der Kosten für einen schwimmenden Windpark aus. Der Rest entfällt auf die komplexen Systeme, die erforderlich sind, um eine schwimmende Plattform funktionsfähig zu machen. Es lohne sich also, die 80 Prozent der Kosten, die nicht auf die Turbine entfallen, zu untersuchen und sie zu senken.

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Weniger Gewicht und mehr Stabilität

Es hat sich gezeigt, dass die vertikale Achse Turbinen ohne Turm ermöglichen, was einen großen Kostenvorteil ergeben soll. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Windrädern überstreichen die Blätter einer Turbine mit vertikaler Achse nicht den Boden. Der Turbinenturm kann im Verhältnis kürzer und damit leichter sein als ein Standardturm. Darüber hinaus kann der Antriebsstrang am unteren Ende der Struktur, in diesem Fall der schwimmenden Plattform, angeordnet werden. Das sorgt für mehr Stabilität bei Turbinentürmen, die auf den Wellen stehen, und verbessert die Aerodynamik. Auch reduziere sich so das Gewicht um 50 Prozent.

Das Arcus-Team will diese Technologie nun zur Marktreife bringen. Die Auswirkungen auf die Kosten der Offshore-Windenergie wären erheblich. In einem Bericht über Windenergie aus dem Jahr 2022 schätzte das National Renewable Energy Laboratory des Energieministeriums die Kosten für konventionelle Offshore-Windturbinen mit festem Boden auf 78 Dollar pro Megawatt. Schwimmende Windturbinen kosten 133 Dollar pro Megawatt. Die Arcus-Schätzung dagegen liegt bei nur 55 Dollar pro Megawatt.

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