Der portugiesische Entwickler gibt an, dass seine leichtere Konstruktion unter simulierten Taifunbedingungen stabil blieb und die Investitionskosten im Vergleich zu herkömmlichen Halbtauchplattformen um etwa 44 % gesenkt werden könnten.
Gazelle Wind Power hat eine schwimmende Windplattform entwickelt, die Turbinen mit einer Leistung von 18 MW und mehr auch unter extremen Seebedingungen tragen kann. Das Unternehmen präsentierte den Entwurf am 21. September nach der gemeinsamen Entwicklung mit einem großen asiatischen Energieversorger. Dieser plant ein umfangreiches schwimmendes Windparkprojekt an einem taifungefährdeten Standort.
Gazelle hat weder das Energieversorgungsunternehmen noch den Standort genannt. Dennoch zielt die Entwicklung auf eine der größten Herausforderungen schwimmender Windkraftanlagen ab. Die meisten Plattformen müssen heutzutage größer und schwerer werden, um größere Turbinen tragen zu können. Die neue schwimmende Windplattform behält die Kernideen früherer Gazelle-Entwürfe bei, skaliert sie aber für deutlich größere Anlagen.
Gegengewicht und Verankerungsrahmen
Gazelles Ansatz sorgt für eine kompakte Plattformkonstruktion. Ein zentrales Gegengewicht hängt unterhalb der Struktur. Drei klappbare Verankerungsrahmen verbinden diese mit nahezu vertikalen Verankerungsleinen.
Zusammen verleihen sie der Plattform eine passive Rückstellkraft. Anders ausgedrückt: Sie richtet sich selbst auf, ohne die aktiven Ballastsysteme, die bei vielen Konkurrenzmodellen Wasser zwischen den Tanks pumpen.
Die neue Version verfügt über eine Dreibein-Tragkonstruktion, verbesserte Verankerungsrahmen und eine überarbeitete Rumpfform. Laut Gazelle tragen diese Änderungen dazu bei, dass die Plattform besser auf Wellen ruht und die Lasten gleichmäßiger verteilt werden. Außerdem reduzieren sie das Strukturgewicht und machen die Plattform widerstandsfähiger gegen Beschädigungen.
Auf ihre Eignung unter Taifunbedingungen getestet
Gazelle führte Computersimulationen für ein von Taifunen betroffenes Gebiet durch. Die Bedingungen umfassten eine extreme Windgeschwindigkeit von 59.8 Metern pro Sekunde (50-jährlich) bei einer Nabenhöhe von 155 Metern sowie eine signifikante Wellenhöhe von 14.2 Metern (50-jährlich).
Der 50-Jahres-Wert gibt den stärksten Sturm an, den Ingenieure an diesem Ort alle 50 Jahre erwarten. Die signifikante Wellenhöhe ist die durchschnittliche Höhe des größten Drittels der Wellen. Diese Sturmbedingungen muss eine Plattform also weit über einen normalen Arbeitstag hinaus überstehen.
Unter diesen Bedingungen blieben die Roll- und Nickwinkel unter 5 Grad. Auch die Bewegungen und Belastungen am Turmfuß blieben sowohl im Überlebens- als auch im Stromerzeugungsszenario innerhalb der Auslegungsgrenzen.
Jason Wormald, Chief Technology Officer bei Gazelle, erläuterte die Bedeutung der Ergebnisse. Sie zeigten, dass Gazelle „auf die nächste Generation von Turbinen mit einer Leistung von über 18 MW skalieren kann, ohne die Plattform einfach größer und schwerer zu machen“, sagte er.
Ansprüche mit geringeren Kosten
Die ersten Kostenkalkulationen des Unternehmens beziffern die Investitionskosten auf rund 44 % niedriger als bei vergleichbaren Halbtaucherplattformen. Halbtaucherplattformen sind die gängigste Bauart für schwimmende Plattformen. Sie nutzen große, schwimmende Säulen, um Stabilität zu gewährleisten. Gazelle schätzt zudem die Stromgestehungskosten – die durchschnittlichen Kosten pro Energieeinheit über die gesamte Projektlaufzeit – auf rund 52 % niedriger.
Gazelle führt diese Einsparungen auf mehrere Faktoren zurück. Dazu gehören leichtere Rümpfe und Verankerungen, eine geringe Stellfläche und in Modulen gefertigte Stahlteile. Auch die einfachere Installation und die Möglichkeit, die Plattform zur Wartung in den Hafen zu schleppen, tragen dazu bei.
Geschäftsführer Jon Salazar erklärte, die Technologie des Unternehmens sei „seit jeher darauf ausgelegt, den Material-, Infrastruktur- und Kostenaufwand für den Einsatz schwimmender Windkraftanlagen zu reduzieren“. Es handele sich jedoch um Simulations- und Kostenberechnungsergebnisse, und noch sei keine Anlage dieser Bauart in Originalgröße im Einsatz.
Warum eine leichtere schwimmende Windplattform von Bedeutung ist
Festverankerte Offshore-Windparks haben sich rasant weiterentwickelt und erreichen nun Turbinen mit einer Leistung von 15 MW und mehr. Schwimmende Windparks hinken hinterher, was unter anderem daran liegt, dass jedes zusätzliche Megawatt das Gewicht und den Stahlbedarf der darunterliegenden Plattform erhöht. Größere Turbinen sind zudem für den gesamten Windpark vorteilhafter. Weniger, aber größere Einheiten benötigen weniger Verankerungen und Kabel für die gleiche Leistung.
Diese Diskrepanz ist in den tiefen Gewässern vor der Küste Asiens am deutlichsten, wo viele Standorte Taifunen ausgesetzt sind. Auch andere Entwickler arbeiten an dem Problem, darunter an einer schwimmenden Turbine, die so konstruiert ist, dass sie schweren Taifunen standhält.
Gazelle hat seinen Hauptsitz in Portugal und Niederlassungen in Spanien und London. Sollte sich die schwimmende Windplattform des Unternehmens auf See genauso bewähren wie in der Simulation, könnten größere Turbinen kostengünstiger auch Tiefseestandorte erreichen. Das Projekt des nicht genannten Energieversorgers könnte der erste Praxistest sein.
