Fachartikel aus PROTECTOR 12/2017, S. 51

Offshore-Windparks Sicher bei jedem Wetter

Technisch gesehen ist ein Offshore-Windpark eine große Herausforderung, denn Bauwerke der Windenergieanlagen müssen jedem Wetter und der Naturgewalt des Meeres standhalten. „GNSS-Referenzstationen“ haben beim Bau eines Offshore-Windparks die Aufgabe, über Sensoren die geodätischen Daten zu liefern. Stromschwankungen und Netzausfälle können hier teure Wartungseinsätze zur Folge haben.

Bild: Allsat
GNSS-Referenzstationen in Offshore-Windparks liefern Geodaten, die eine präzise Positionierung und Navigation ermöglichen. (Bild: Allsat)

Seit Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) ist der Anteil dieser Energiequellen am Stromverbrauch in Deutschland von rund sechs Prozent im Jahr 2000 auf 31,7 Prozent im Jahr 2016 gestiegen. Bis zum Jahr 2025 sollen es laut Bundesministerium für Wirtschaft und Energie 40-45 Prozent sein. Als zukunftsweisend gelten Offshore-Windkraftanlagen, deren Ausbau mehr und mehr vorangetrieben wird. Ende 2016 waren sie mit einer Gesamtleistung von 4.108 Megawatt (MW) am deutschen Netz. Für 2030 strebt die Bundesregierung eine Leistung von 15.000 MW an.

Geodätische Daten liefern

Die GNSS-Referenzstationen liefern die geodätischen Daten, die für die Realisierung einer präzisen Position zur Errichtung der Fundamente von Windkrafttürmen auf dem Meeresboden sowie bei der Vernetzung einzelner Windkraftanlagen und der Verlegung der Landanschlusskabel benötigt werden. Die Allsat GmbH gilt als Spezialist in Sachen GNSS-Positionierung. Im Auftrag des Energieerzeugers Vattenfall installierte sie im November 2012 zunächst für die Errichtung des Offshore-Windparks „Dan Tysk“ zwei parallellaufende GNSS-Referenzstationen auf der Forschungsplattform „Fino3“ in der Nordsee, 70 Kilometer westlich von Sylt. Nach dessen Fertigstellung 2015 wurden die Stationen dann bis zum Frühjahr 2017 für den Bau des Offshore-Windparks „Sandbank“, 20 Kilometer von Dan Tysk entfernt, genutzt.

Die GNSS-Referenzstationen bestehen aus Empfängern, Antennen und Funkmodems. Sie sollen damit Signale von GPS, Glonass und Galileo empfangen, um sie dann in Echtzeit-Korrekturdaten umzuwandeln und dadurch eine präzise Positionierung und Navigation zu ermöglichen. Das allerdings kann nur bei gleichbleibender Bestromung einwandfrei funktionieren. Um das Risiko aufwendiger und kostspieliger Offshore-Wartungseinsätze aufgrund von Stromschwankungen und Netzausfällen auszuschließen, entschloss sich die Allsat GmbH, ihre Referenzstationen mit leistungsstarken Outdoor-USVs zu puffern. Die Wahl fiel auf die DC-USV EPV 640 PMV2 von Slat (640 Wattstunden/Wh), da sie wesentliche Vorteile bot: Durch ihre robuste Bauart (IP66) mit hoher Stoß- und Windbeständigkeit, ihre 100-prozentige Wasserdichte und die absolut stabile Zwölf- Volt und 24-Volt-Ausgangsspannung konnte diese Notstromversorgung als besonders offshore-tauglich eingestuft werden.

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Hinzu kam die Garantie einer langen, autonomen Überbrückungszeit durch die zyklisch sich aufladende Lithium-Batterie. Unverzichtbar für das Gesamtmanagement war weiterhin die vorhandene Webserver-/SNMP-Anbindung, die es den Allsat-Ingenieuren erlaubte, Zustandsinformationen in Echtzeit via Fernabfrage aufzurufen. Von 2012 bis zur Desinstallation im Frühjahr 2017 liefen die Referenzstationen für „Dan Tysk“ und „Sandbank“ störungs- und wartungsfrei, so dass dem Einsatz der EPV von Slat für künftige Projekte – mittlerweile ist die USV mit einer Gesamtleistung von 760 Wh verfügbar-, nichts mehr im Weg stand. So wurden in diesem Jahr die GNSS- Referenzstationen des an der Westküste Jütlands zu errichtenden Offshore-Windparks „HornsRev3“ mit EPVs ausgestattet. Auch hier lautete die Devise: Besser auf Nummer sichergehen. Denn nicht zuletzt wird mit diesem Projekt eine weitere Steigerung der Offshore-Windenergieleistung angestrebt. Zum Vergleich: „Dan Tysk“ liefert 288 MW, was einem Energiebedarf von ungefähr 400.000 Haushalten entspricht. „HornsRev3“ hingegen soll einmal mit einer Gesamtleistung von 400 MW ans Netz gehen.

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