Was sind Offshore-Windparks?
Der Begriff „offshore“ kommt aus dem Englischen und bedeutet wörtlich übersetzt „vor der Küste“. Offshore-Windparks sind Windkraftanlagen, die auf dem Meer mit einem gewissen Abstand zur Küste gebaut werden und dort den Wind in elektrische Energie umwandeln. Generell werden diese Anlagen an Standorten gebaut, an denen nach Möglichkeit kontinuierliche und hohe Windgeschwindigkeiten herrschen. Das offene Meer ist dafür ideal: Durch die starken und beständigen Winde können Offshore-Windkraftanlagen hier beinahe doppelt so viel Strom produzieren wie Anlagen mit einer vergleichbaren Größe an Land.
Wie viele Offshore-Windparks gibt es in Deutschland?
Mitte 2022 waren in Deutschland 27 Offshore-Windparks vollständig in Betrieb. Der Großteil der Anlagen befindet sich in der Nordsee, der kleinere Teil in der Ostsee. Im europaweiten Vergleich schneidet Deutschland gut ab: Unsere Offshore-Windparks hatten Ende 2021 eine installierte Leistung von etwa 7.794 Megawatt (MW) - von etwa 27.814 MW in ganz Europa. Damit liegen wir in Europa hinter dem Spitzenreiter Großbritannien auf Platz 2.
Wie funktioniert ein Offshore-Windpark?
Die eigentliche Funktionsweise der Offshore-Windparks unterscheidet sich nicht von Onshore-Windkraftanlagen an Land. Durch die Bewegungsenergie des Windes drehen sich die Rotorblätter. Die dabei entstehende Rotationsenergie wird in den Generator übertragen. Hier wird sie wiederum in elektrischen Strom umgewandelt.
Befinden sich die Windräder auf dem Meer, gelangt der Strom über ein Seekabel an Land und wird in das Stromnetz eingespeist. Von den Windkraftanlagen muss die erzeugte Energie vor der Einspeisung in das Stromnetz erst in einer Umspannstation auf See eingesammelt und in Gleichstrom transformiert werden. Andere Windparks hingegen, wie z. B. EnBW Baltic 1 und Baltic 2, speisen ihre Energie über Wechselstrom ins Verbundnetz ein – also ins Höchstspannungsnetz. Andere Anlagen wiederum speisen ihren produzierten Strom ins Hochspannungsnetz ein. Auf welcher Spannungsebene die Energie eingespeist wird, hängt von der jeweiligen Größe des Windparks ab.
Damit Offshore-Windkraftanlagen optimal funktionieren können, sind geeignete Rotorblätter mit einem hohen aerodynamischen Wirkungsgrad wichtig. Rotorblätter bestehen heute zumeist aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Das macht sie leicht und trotzdem stabil. Die Rotorblätter sind über die Rotornabe mit dem Maschinenhaus verbunden, welches sich durch Drehung um die vertikale Achse der Windrichtung anpassen kann und vom Trum getragen wird.
Ist die Wartung von Offshore-Windparks ein Problem?
Eine regelmäßige Wartung von Windkraftanlagen ist essenziell, wenn man eine sichere und effiziente Stromerzeugung gewährleisten will. Ziel der Wartung ist es, Ausfallzeiten zu minimieren. Daneben ist es wichtig, bei eventuellen Störfällen möglichst schnell zu reagieren. Für eine umfangreiche Anlagenüberwachung wurde das sogenannte Conditioning Monitoring System (CMS) entwickelt. Dieses überwacht den Zustand der Windkraftanlagen rund um die Uhr.
Ist eine Störungsbehebung nicht von Land aus möglich, müssen Wartungsteams vor Ort die Störung beheben. Geeignete Wetterbedingungen sind dabei unabdingbar, denn Wind und Wellen machen den Weg zu den Anlagen, den Überstieg und die Arbeit dort zu einer Herausforderung.
Um einen einwandfreien Zustand der Anlagen zu gewährleisten, sind regelmäßige Routinewartungen vor Ort erforderlich. Neben Inspektions- und Wartungsarbeiten an den Windenergieanlagen können auch Arbeiten an den Fundamenten erforderlich werden, z.B. die Behebung von Korrosionsschäden, die durch Farbabplatzungen entstehen können.
Auf einen Klick: Vergleich Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen
Vor- und Nachteile von Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen
Windkraftanlagen an Land werden auch Onshore-Windkraftanlagen genannt. Zwei wesentliche Faktoren, worin sich Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen unterscheiden, sind zum einen die Baukosten und zum anderen die Menge an erzeugtem Strom. Offshore-Windparks sind teurer und der Bau risikoreicher. Allerdings erzeugen sie im Verhältnis zu Onshore-Anlagen bei gleicher Größe mehr Strom pro Jahr, dank der optimalen Windbedingungen auf dem Meer.
Auch der Umweltaspekt spielt bei Offshore-Windparks eine große Rolle: So haben langjährige Studien bestätigt, dass sich Windparks auf dem Wasser sogar positiv auf die Biodiversität auswirken. Durch die Errichtung der Parks haben sich z. B. Fischbestände erholt, da Fischfang in diesen Gebieten verboten ist. Außerdem bilden Steinschüttungen auf dem Meeresboden, die ein Auskolken im Umfeld der Fundamente verhindern sollen, künstliche Riffe, die Pflanzen und Tieren einen Lebensraum bieten.
Ende 2021 war die Anzahl der Onshore-Windkraftanlagen in Deutschland mit 28.230 Anlagen deutlich höher als die Anzahl an Offshore-Anlagen mit 1.501. Demnach trägt die Windkraft an Land gegenwärtig noch einen viel höheren Teil zur deutschen Bruttostromerzeugung bei als die Windkraft auf See, obwohl letztere um einiges effizienter ist.
Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland – wo stehen wir?
Das Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2035 40 Gigawatt und bis zum Jahr 2045 mindestens 70 Gigawatt Offshore-Windenergie in deutschen Gewässern zu installieren. Dieses Ausbauziel wurde sogar in Form einer Änderung im Windenergie-auf-See-Gesetz beschlossen. Wollen wir diese Leistung erreichen, ist der kontinuierliche und zügige Ausbau von Offshore-Windkraftanlagen unerlässlich.
| 2020 | 2021 | |
| Windkraft (Onshore) | 18.4 | 15.8 |
| Photovoltaik | 8.6 | 8.8 |
| Biomasse | 7.8 | 7.5 |
| Windkraft (Offshore) | 4.8 | 4.3 |
| Wasserkraft | 3.3 | 3.4 |
| Siedlungsabfälle | 1 | 1 |
| Geothermie | 0.04 | 0.03 |
Doch wie sieht die Realität aus? Schon jetzt leisten Offshore-Windparks einen enormen Beitrag für die nachhaltige Stromerzeugung in Deutschland. Die EnBW trug mit der Inbetriebnahme des Offshore-Windparks EnBW Baltic 1, dem ersten kommerziellen Offshore-Windpark Deutschlands, einen entscheidenden Teil dazu bei. Seitdem haben wir mit EnBW Baltic 2, Hohe See und Albatros bereits drei weitere Offshore-Windparks aufgebaut.
| Anteil an der Offhore-Windenergieleistung (in %) | |
| Vereinigtes Königreich | 45 |
| Deutschland | 27.2 |
| Niederlande | 18.3 |
| Dänemark | 8.1 |
| Belgien | 8 |
In ganz Deutschland sind auch für die Zukunft neue Großprojekte, wie der EnBW Windpark He Dreiht, geplant. Zusammen mit der Erschließung weiterer fliegender und schwimmender Windkraftanlagen wird die Energiewende weiter vorangetrieben.
| Leistung (in MW) | |
| 2013 | 1014.3 |
| 2014 | 2352.3 |
| 2015 | 3540.9 |
| 2016 | 4131.0 |
| 2017 | 5387.4 |
| 2018 | 6658 |
| 2019 | 7628 |
| 2020 | 7770 |
| 2021 | 7794 |
Schwimmende Windkraftanlagen: Sind Offshore-Windparks die Zukunft?
Mit zunehmendem Bau von Offshore-Parks nehmen die zur Verfügung stehenden Meeresflächen mit geringen Wassertiefen ab. Zu tief darf das Wasser nämlich nicht sein, um Anlagen fest gegründet auf dem Meeresboden bauen zu können. Eine mögliche Lösung sind sogenannte schwimmende Windkraftanlagen, auch wenn die Entwicklungen hier noch am Anfang stehen.
Bei schwimmenden Windkraftanlagen sind die Windräder nicht fest mit dem Meeresboden verbunden, sondern auf schwimmenden Fundamenten installiert. Die schwimmenden Fundamente müssen mit Hilfe von Verankerungsseilen bzw. -ketten am Meeresboden fixiert werden. Erste Prototypen existieren bereits z. B. vor den Küsten von Portugal, England und Norwegen.
Für den Ausbau in Deutschland ist diese Technologie aber eher zweitrangig, denn der deutsche Teil der Nordsee ist für fest gegründete Offshore-Windkraftanlagen flach genug. Da schwimmende Offshore-Anlagen jedoch eine vielversprechende Technologie für andere Länder, wie z.B. Frankreich, Portugal oder Spanien darstellen, beteiligen wir uns an der Entwicklung schwimmender Windräder. So hat die EnBW bereits 2020 ein 1:10 Modell der schwimmenden Windkraftanlage „Nezzy²“ im Greifswalder Bodden erfolgreich getestet.