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Was sind Offshore-Windparks?

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Der Begriff „offshore“ kommt aus dem Englischen und bedeutet wörtlich übersetzt „vor der Küste“. Offshore-Windparks sind Ansammlungen von Windkraftanlagen, die auf dem Meer mit einem gewissen Abstand zur Küste gebaut werden und dort aus Wind grünen Strom erzeugen. 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. In Deutschland spielen Offshore-Windparks eine wichtige Rolle im Rahmen der Energiewende und des Ausbaus erneuerbarer Energien.

Wie viele Offshore-Windparks gibt es in Deutschland?

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Ende 2023 waren in deutschen Gewässern 29 Offshore-Windparks mit insgesamt 1.566 Windkraftanlagen 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 2023 eine installierte Leistung von 8.465 Megawatt (MW) – mit insgesamt 1.566 Windkraftanlagen.

Wie funktioniert ein Offshore-Windpark?

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So funktioniert eine Windkraftanlage

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. Zuvor muss die erzeugte Energie in einer Umspannstation auf See in Gleichstrom umgewandelt werden. Windparks wie beispielsweise EnBW Baltic 1 und Baltic 2 übertragen ihre Energie dagegen über Wechselstrom in das Verbundnetz – also ins Höchstspannungsnetz. Andere Anlagen wiederum leiten 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 Turm getragen wird.

Ist die Wartung von Offshore-Windparks ein Problem?

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Arbeit über den Wellen: die Wartung von Offshore-Windkraftanlagen

Eine regelmäßige Wartung von Windkraftanlagen ist essenziell, wenn man eine sichere und effiziente Stromerzeugung gewährleisten will. Neben Inspektions- und Wartungsarbeiten an den Windenergieanlagen können auch Arbeiten an den Fundamenten erforderlich werden, etwa die Behebung von Korrosionsschäden. 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.

Auf einen Klick: Vergleich Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen

Offshore Onshore
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Anzahl

Ende 2023 waren rund 1.566 Offshore-Windkraftanlagen in Deutschland am Netz.

Leistung

Mit insgesamt 8.465 Megawatt (MW) liegt Deutschland auf dem 2. Platz im europäischen Vergleich.

Ausblick

Bis 2030 sollen weitere Offshore-Windräder gebaut und somit die installierte Leistung auf 30 Gigawatt (GW) gesteigert werden.

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Anzahl

Ende 2023 gab es mit rund 29.000 Onshore-Windrädern fast 20-mal mehr Anlagen an Land als auf See.

Leistung

Mit mehr als 61.000 MW installierter Leistung machten Onshore-Windkraftanlagen Ende 2023 rund 26,5 Prozent der Bruttostromerzeugung in Deutschland aus.

Ausblick

Bis 2030 müssten pro Jahr weitere Windanlagen mit 10.000 MW Leistung gebaut werden, um die angestrebten Klimaziele bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Vor- und Nachteile von Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen

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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. Das liegt vor allem an den optimaleren Windbedingungen auf dem Meer.

Auch der Umweltaspekt spielt bei Offshore-Windparks eine große Rolle: So haben langjährige Studien bestätigt, dass sich Windparks auf hoher See sogar positiv auf die Biodiversität auswirken. Durch die Errichtung der Parks haben sich etwa die Fischbestände erholt, da Fischfang in diesen Gebieten verboten ist. Außerdem bilden Steinschüttungen auf dem Meeresboden, die ein Abtragen des Untergrunds im Umfeld der Fundamente verhindern sollen, künstliche Riffe, die Pflanzen und Tieren einen Lebensraum bieten.

Ende 2023 war die Anzahl der Onshore-Windkraftanlagen in Deutschland fast 20-mal so hoch wie die Anzahl an Offshore-Anlagen. Demnach trägt die Windkraft an Land gegenwärtig noch einen viel größeren Teil zur deutschen Bruttostromerzeugung bei als die Windkraft auf See, obwohl letztere um einiges effizienter ist.

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Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland – wo stehen wir?

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Das Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2030 mindestens 30 Gigawatt (GW), bis 2035 wenigstens 40 Gigawatt und bis zum Jahr 2045 im Minimum 70 Gigawatt Offshore-Windenergie in deutschen Gewässern zu installieren. Diese Ausbauziele wurden sogar in Form einer Änderung im Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) beschlossen. Will Deutschland diese Leistung erreichen, ist der kontinuierliche und zügige Ausbau von Offshore-Windkraftanlagen unerlässlich. 2023 kamen 27 Anlagen hinzu, die erstmals in das Stromnetz einspeisten. Zudem wurden 74 neue Fundamente für künftige Offshore-Windenergieanlagen errichtet.

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Schon jetzt leisten Offshore-Windparks ihren Beitrag für die nachhaltige Stromerzeugung in Deutschland. Die EnBW trug mit der Inbetriebnahme des ersten kommerziellen Offshore-Windparks Deutschlands, EnBW Baltic 1, im Jahr 2011 einen entscheidenden Teil dazu bei. Seitdem entstanden mit EnBW Baltic 2, Hohe See und Albatros drei weitere Offshore-Windparks.

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Weitere Offshore-Windparks stehen in den Startlöchern: Ab Ende 2025 sollen im dritten Nordsee-Windpark der EnBW, dem Offshore-Park HeDreiht, 64 Windkraftanlagen mit einer installierten Leistung von 960 MW rund 90 Kilometer nordwestlich der Insel Borkum und 110 Kilometer westlich von Helgoland ans Netz gehen. Zusammen mit der Erschließung weiterer fliegender und schwimmender Windkraftanlagen wird die Energiewende so weiter vorangetrieben.

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Wo sind neue Offshore-Windparks geplant?

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Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) hat im Januar 2023 den fortgeschriebenen Flächenentwicklungsplan (FEP) für den Neubau von Offshore-Windkraftanlagen in Deutschland veröffentlicht. Bis 2030 sollen Flächen mit einer installierten Leistung von 9,8 GW ausgeschrieben und in Betrieb genommen werden. Neben den vom BSH voruntersuchten Flächen gehen aber auch Areale in die Ausschreibung, bei denen die Gewinner die Untersuchungen in eigener Zuständigkeit durchführen müssen. Ausschreibungen von Offshore-Windparks sind Verfahren, bei denen Unternehmen oder Konsortien die Möglichkeit haben, sich um die Rechte zur Entwicklung, Errichtung und zum Betrieb von Windenergieanlagen auf See (Offshore) zu bewerben.

Im Jahr 2024 stehen zu zwei Gebotsterminen Ausschreibungen für Offshore-Areale in der Nordsee an. Für zwei nicht voruntersuchte Flächen für Offshore-Windparks mit einer Leistung von 1.500 MW und 1.000 MW etwa 120 Kilometer nordwestlich von Helgoland laufen die Ausschreibungen bis zum 1. Juni 2024, die Inbetriebnahme der Windparks ist für das Jahr 2031 vorgesehen. Bis zum 1. August 2024 sind Gebote für drei vom BSH voruntersuchte Flächen mit einer Gesamtleistung von 5.500 MW möglich

Schwimmende Windkraftanlagen: Sind Offshore-Windparks die Zukunft?

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Zwei Windkraftanlagen auf einer schwimmenden Plattform aus Betonfertigteilen – das ist Nezzy² von EnBW und Aerodyn.

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 Fundamenten installiert, die auf dem Wasser treiben. Die schwimmenden Fundamente sind mit Hilfe von Verankerungsseilen am Meeresboden fixiert. Erste Prototypen existieren bereits beispielsweise 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 etwa Frankreich, Portugal oder Spanien darstellen, beteiligt sich die EnBW an der Entwicklung schwimmender Windkraftanlagen. Bereits 2020 hat die EnBW einen erfolgreichen Test mit einem verkleinerten Modell der schwimmenden Windkraftanlage „Nezzy²“ im Maßstab 1:10 im Greifswalder Bodden erfolgreich durchgeführt.

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