Innovative Windenergieprojekte

Enercon stärkt den Umwelt- und Klimaschutz bei der Herstellung seiner Produkte und erweitert sein Produktportfolio um eine Grünstahl-Option für alle Turmmodelle mit Stahlkomponenten. Möglich wird dies durch Partnerschaften von Enercon mit Stahlproduzenten, die auf emissionsreduzierte Produktionsprozesse und den erhöhten Einsatz von recyceltem Stahl setzen.

Die erste Enercon-Windenergieanlage mit einem emissionsreduziertem Hybrid-Stahlturm wurde kürzlich im Windpark Diepholzer Bruch (Deutschland) errichtet. Sie ist eine der ersten Onshore-Windturbinen in Europa und die erste in Deutschland mit einem Turm aus emissionsreduziertem Stahl. Dieser entstand in Zusammenarbeit mit der Salzgitter AG-Tochter Ilsenburger Grobblech GmbH, die durch den Einsatz von recycelten Rohmaterialen, Elektrohochhöfen und Grünstrom die CO2-Emissionen bei der Produktion des Turmstahls um mehr als 70 Prozent senken konnte.

CO2-Fussabdruck reduzieren und Umweltbilanz verbessern

«Mit der Grünstahl-Option bieten wir unseren Kunden die Möglichkeit, nachhaltig zu handeln, indem sie ihren CO2-Fussabdruck reduzieren und ihre Umweltbilanz verbessern. Grüner Stahl wird oft aus recyceltem Material hergestellt und ist selbst vollständig recyclebar. Dies trägt zur Kreislaufwirtschaft bei und senkt den Bedarf an neuen Rohstoffen», erklärt Maria Brand, Tower Product Managerin bei Enercon. Unterschiede in Festigkeit, Stabilität und Langlebigkeit gibt es nicht. «Unsere Qualitätsansprüche an emissionsreduzierte Stahltürme sind dieselben wie für herkömmlich produzierte Türme», so Maria Brand.

RWE und der Turbinenhersteller Siemens Gamesa werden erstmals einen britischen Offshore-Windpark grossflächig mit recycelbaren Rotorblättern ausstatten. Für die Rotorblätter, die im Offshore-Windpark Sofia von RWE installiert werden, wird ein neuartiges Harz eingesetzt. So können zum Ende der Betriebsdauer der Rotorblätter die verwendeten Materialien leicht voneinander getrennt und in neuen Anwendungen wiederverwendet werden – zum Beispiel in der Automobilindustrie oder in Konsumgütern, wie Fahrradhelmen oder Koffern.

2023 haben RWE und Siemens Gamesa vereinbart, dass der Offshore-Windpark Sofia vor der Nordostküste Grossbritanniens mit insgesamt 150 recycelbaren Rotorblättern ausgestattet wird. Dies entspricht 50 der 100 Windturbinen des Parks. 50 Prozent der recycelbaren Rotorblätter wurden bereits installiert. Siemens Gamesa setzt die Installation im weiteren Verlauf des Jahres fort.

Installation mit Spezialschiff Wind Peak

Der Einsatz der recycelbaren Rotorblätter in diesem Umfang bei Sofia folgt der nach Unternehmensangaben weltweit ersten Installation der recycelbaren Rotorblätter von Siemens Gamesa im Offshore-Windpark Kaskasi von RWE in Deutschland. Die Installationsarbeiten für Sofia auf See werden von Siemens Gamesa mithilfe des Spezialschiffs Wind Peak durchgeführt, das von der Firma Cadeler vom Hafen in Hull aus betrieben wird.

Der Offshore-Windpark Sofia entsteht 195 Kilometer vor der Nordostküste Grossbritanniens auf der Doggerbank. Sofia ist eines der grössten Offshore-Windenergieprojekte, die RWE derzeit errichtet, und wird nach seiner Fertigstellung über eine Erzeugungskapazität von 1,4 Gigawatt verfügen. Sofia wird mit den neuesten Siemens Gamesa Turbinen des Typs SG 14-222 ausgestattet. Diese Turbinen haben 108 Meter lange Rotorblätter. Der Rotordurchmesser beträgt 222 Meter. Nach der Inbetriebnahme im Jahr 2026 sollen die 100 Windkraftanlagen von Sofia ausreichend Strom erzeugen, um rein rechnerisch mehr als 1,2 Millionen britische Haushalte mit Strom zu versorgen.

Solaranlagen liefern nur tagsüber Strom? Technisch gesehen richtig – aber die Realität ist längst eine andere, dank spektakulärer Entwicklungen in der Batterietechnik. Eine Studie zeigt, wie überraschend nah wir schon der Vision vom 24-stündigen Solarstrom sind.

Bereits seit Jahren ist Solarstrom die günstigste Form der Energieerzeugung. Doch ein Problem blieb ungelöst: Solaranlagen liefern naturgemäß nur dann Strom, wenn die Sonne scheint. In der Nacht ist auf die Solarenergie kein Verlass, andere Energieträger müssen einspringen.

So zumindest die konventionelle Weisheit – die aber immer mehr ins Schwanken kommt. Denn die rasante Entwicklung in der Batterie-Technologie macht jetzt einen Traum möglich, der vor ein paar Jahren noch komplett abstrus klang: Die Versorgung mit Solarstrom rund um die Uhr, 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche.

«Jetzt wird Solar entfesselt»

Nicht nur ist der Preis für Batterien in den letzten Jahren massiv gefallen, ihre Leistungsfähigkeit ist im gleichen Zeitraum stark gestiegen. Die Folge: Kaum ein Solarprojekt entsteht noch ohne Batteriespeicher, die tagsüber erzeugten Strom für dunkle oder sonnenarme Stunden vorhalten. Alleine im letzten Jahr seien die Kosten für Batteriespeicher um 40 Prozent gefallen, heißt es in einer aktuellen Studie der britischen Denkfabrik Ember. Sogenannte kritische Rohstoffe wie Kobalt und Nickel würden für die Produktion neuerer Batteriemodelle kaum mehr benötigt, was die Herstellung erheblich vereinfacht.   

«Das ist ein Wendepunkt der Energiewende», sagt Kostantsa Rangelova, Analystin bei Ember. «Solarstrom rund um die Uhr ist nicht mehr nur eine technologische Möglichkeit und weit entfernter Traum, sondern eine ökonomische Realität.» Man habe es mit einer völlig neuen Entwicklung zu tun, die sich innerhalb der letzten zwölf Monate ereignet habe, so Rangelova. «Jetzt wird Solar entfesselt.»

Das 24/365-Modell

Daraus ergäben sich grosse Chancen für energiehungrige Datenzentren oder Industriebetriebe, rund um die Uhr günstigen, klimafreundlichem Strom zu beziehen, erklärt Rangelova. Stadtwerke und Privathaushalte hingegen könnten von sinkenden Kosten für den Netzausbau profitieren – je mächtiger Batterien sind, desto weniger dringend ist der Ausbau der Stromnetze. 

Im Windpark Klettwitz (Sachsen) wird zurzeit das erste Höhen­windrad Deutschlands und der Welt gebaut. Das Zentrum der Nabe befindet sich 300 Meter über dem Boden, die Enden der Rotorblätter noch einmal 63 Meter darüber. Selbst das höchste Gebäude Deutschlands, der Berliner Fernsehturm, ist mit 368 Metern nur fünf Meter höher. Gängige Windkraft­anlagen, die heute errichtet werden, sind mit einer Nabenhöhe von rund 140 Metern nicht einmal halb so gross. Und es sind sogar Flügel­längen von 100 Meter möglich, mit denen insgesamt eine Höhe von rund 400 Metern erreicht werden kann.

Erträge vergleichbar mit Offshore-Windkraft

Höhenwindräder ermöglichen, die stärkeren und stetigeren Winde in grossen Höhen zu nutzen, die für herkömmliche Anlagen bislang nicht zugänglich waren. Dort habe der Wind «nicht nur höhere Mittelwerte, sondern auch eine breitere Verteilung, was zu deutlich mehr Volllaststunden bei Windenergieanlagen führt», sagte Gicon-Gründer und -Geschäftsführer Jochen Großmann im September 2024 im MDR-Fernsehen. Das Höhenwindrad könnte laut Großmann «ein echter technologischer Durchbruch bei der Windenergie an Land» sein. Die Technologie sei vergleichbar mit Offshore-Anlagen auf See, aber eben bei Onshore-Betriebsverhältnissen. «Das bedeutet die Kosten bei der Errichtung und Wartung sind deutlich geringer, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt», so der Gicon-Chef.

XXL-Windrad: Höhe statt Fläche

Ein weiterer Vorteil der Höhen­windräder: Sie benötigen keine zusätzliche Fläche, weil sie zwischen bestehende Anlagen gebaut werden können. Die Türme sind so hoch, dass sich die Rotoren nicht überschneiden und gegenseitig den Wind wegnehmen. So wird es möglich, die XXL-Turbinen als zweites oder gar drittes Stockwerk in bestehende Windparks mit mittleren und kleinen Windrädern zu integrieren. Das Ziel: weniger Standorte, aber ein erheblich höherer Energieertrag. Interessant ist das Mehr-Etagen-Konzept auch deshalb, weil die neuen Türme keine aufwendigen neuen Genehmigungs­verfahren durchlaufen müssen.

Die Idee

Die Idee für das neue Windrad stammt vom Leipziger Ingenieur Horst Bendix. Siehe Dreifacher Ertrag: Kommt das Windrad der Zukunft aus Sachsen? (MDR WISSEN, August 2021). Üblicherweise werden Windräder größer gebaut, um mehr Energie zu gewinnen – also der Rotor wächst. Ende der 90er-Jahre schlug der deutsche Ingenieur Horst Bendix die Alternative vor, nach oben, statt in die Breite zu bauen. Er vermutete, dass man mit diesen Höhenwindrädern die doppelte Energieausbeute erreichen kann. Prognosen, die auf erfolgten Messungen basieren, gehen von 60 bis 70 Prozent mehr Energieausbeute in 300 Meter aus, als wenn man dieselbe Onshore-Turbine in herkömmlicher Höhe errichtet würde.