Potenzial vorhanden 09.07.2013, 11:00 Uhr

EU will Windparks effizienter machen

Wie kann der Wirkungsgrad von Offshore-Windparks und die Einspeisung von Strom aus regenerativen Energien verbessert werden? Das EU-geförderte Energieforschungsprojekt „Twenties“ wartet nach dreijähriger Laufzeit von sechs Demonstrationsprojekten mit belastbaren Ergebnissen auf: eine Effizienzsteigerung um bis zu 20 % ist machbar.

Noch viel Potenzial: Bei Windkraftanlagen ist eine Effizienzsteigerung um bis zu 20 Prozent machbar. Zu diesem Ergebnis kommt das EU-geförderte Energieforschungsprojekt "Twenties" nach dreijähriger Laufzeit von sechs Demonstrationsprojekten.

Noch viel Potenzial: Bei Windkraftanlagen ist eine Effizienzsteigerung um bis zu 20 Prozent machbar. Zu diesem Ergebnis kommt das EU-geförderte Energieforschungsprojekt "Twenties" nach dreijähriger Laufzeit von sechs Demonstrationsprojekten.

Foto: Twenties

Das EU-Energieforschungsprojekt „Twenties“ nimmt die Zielmarke auf, bis zum Jahre 2020 den Elektrizitätsbedarf in der EU zu 20 % aus Erneuerbaren generieren zu wollen. Das mit 56,8 Mio. € dotierte Energieforschungsprojekt Twenties bringt zu diesem Zweck erstmals Netzbetreiber und Windanlagenbetreiber in sechs Verbundforschungsprojekten zusammen.

32 Mio. € steuerte die EU über die dreijährige Laufzeit des Projekts bei, 24,8 Mio. € bestritten die 25 Projektpartner aus Industrie und Wissenschaft wie ABB, Alstom, Dong Energy, EDF, EWEA, Fraunhofer IWES, Siemens und die drei belgischen Universitäten Brüssel, Leuven und Lüttich.

Ziel der im April 2010 gestarteten EU-Projekte ist die Entwicklung und Anwendung neuer Technologien zur verbesserten Integration von On-
shore- und Offshore-Windkapazitäten im europäischen Elektrizitätsmarkt. Sie sind Bestandteil des laufenden 7. EU-Forschungsrahmenprogramms.

Der den VDI nachrichten vorliegende – aber noch nicht veröffentlichte – Abschlussbericht zeigt zum einen technische Lösungen für bisherige Schwachstellen der Windanlagen auf. Außerdem listet der Bericht nicht technische Hindernisse auf, die einer vollen Entfaltung von Offshore-Netzen entgegenstehen.

Überlandleitungen machen zu oft an den Grenzen halt

Der Befund aller sechs Einzelprojekte unter Projektführerschaft des spanischen Betreibers Red Eléctrica de Espana ist eindeutig: Zur Entfaltung des vollen Potenzials erneuerbarer Energien bedarf es einer deutlich effizienteren Ausnutzung und besseren Verknüpfung der bestehenden Elektrizitätsnetze untereinander über Landesgrenzen hinaus. Zu oft machen Überlandleitungen an den Grenzen halt. Es fehlen Verknüpfungspunkte wie zwischen Frankreich und Spanien, um den erzeugten Strom grenzüberschreitend weiterzuleiten.

Des Weiteren fehlt es an technischen Vorkehrungen, um Spannungsverluste beim Transport zu minimieren. Gerade Windkraftanlagen sind in hohem Maße geeignet, so ein Projektergebnis, durch eine weitreichende Kontrolle Spannungsabweichungen von derzeit rund 9 kV auf 0,7 kV signifikant zu verringern.

Akkurate Windvorhersage kann zu messbarer Kostenreduzierung beitragen

Windfarmen eignen sich ferner dazu, mit anderen Stromerzeugern „virtuelle Kraftwerke“ zu bilden. Im Verbund können Windkraftanlagen zur Spannungskontrolle und als Reserve dienen. Das Demonstrationsprojekt „Syserwind“ konnte nachweisen, dass eine geregelte Spannungskontrolle und akkurate Windvorhersage in Zusammenarbeit mit Wetterdiensten zu einer messbaren Kostenreduzierung beitragen können.

Das Demonstrationsprojekt „Derint“ einer großindustriellen virtuellen Kraftwerksintegration erbrachte den Nachweis, dass ein virtueller Kraftwerkverbund eine Art „Power Hub“ bilden kann, und damit in der Lage ist, aus unterschiedlichen Kraftwerkseinheiten eine effektivere Stromausbeute zu erzielen.

So sorgten virtuelle Kraftwerksverbünde in Dänemark für eine Senkung der Elektrizitätspreise von 0,25 bis 0,4 Prozentpunkte bei den Gestehungskosten. Virtual Power Plants, basierend auf Biomasse und Wärmepumpen, führten in deutschen Demonstrationsanlagen zu einer Senkung der Strompreise von im Schnitt 2,18 % und einer Senkung der CO2-Emissionen von 3,46 Prozentpunkten.

Lokale Windüberkapazitäten gezielt weiterleiten

Das EU-Demonstrationsprojekt „DCGrid“ testete erfolgreich den Prototyp eines Gleichstromschalters. So konnten durch neu geschaffene Offshore-Netzkapazitäten lokale Windüberkapazitäten gezielt weitergeleitet werde, um teure fossile Kraftwerksstrukturen zu entlasten.

Das Projekt „Storm Management“ konnte durch erfolgreiche Windstärkenkontrollen erreichen, dass auch Windgeschwindigkeiten von 32 m/s statt bislang 25 m/s passieren können, die Anlagen sich daher später abschalten. Die Gefahr von Blackouts durch extreme Stürme auf hoher See wurde minimiert. Des Weiteren kann durch eine Verbesserung der Netzflexibilität (Projekt Netflex) und der Temperaturmessung bei der Einspeisung von Strom 10 % mehr Strom eingespeist werden. Im Projekt Flexgrid wurde die Temperatur der Übertragungskabel in Echtzeit gemessen. Mit diesem Realtime-Monitoring können 10  % mehr durch Wind erzeugter Strom ins Netz eingespeist werden.

„Alle sechs Demonstrationsprojekte zeigen deutlich, dass in der On- und Offshore-Winderzeugung große Potenziale zur Steigerung des Wirkungsgrades und der Effizienz von Windanlagen zur Stromerzeugung stecken und noch lange nicht ausgeschöpft sind“, unterstreicht Peter Sennekamp von der European Wind Energy Association (EWEA) in Brüssel.   

Von Thomas A. Friedrich

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