Das deutsche Unternehmen GICON hat eines der herausragendsten maschinenbaulichen Projekte im Windenergiesektor der letzten Jahre abgeschlossen, indem es in Schipkau ein Versuchsmodell errichtete, dessen Nabenhöhe 300 Meter erreichte, während die Spitze des oberen Blatts knapp 365 Meter hoch ist. Das Projekt stützt sich auf eine Stahlgitterstruktur und einen internen Teleskopturm, der es ermöglicht, die Windkraftanlage anzuheben und zu fixieren, ohne dass riesige und außergewöhnliche Krane erforderlich sind, um diese Rekordhöhe zu erreichen. Ziel ist es, die höheren und stabileren Windgeschwindigkeiten in den höheren Atmosphärenschichten zu nutzen.
Konkurrenz zu Hybridtürmen und veränderte kommerzielle Gleichung
Parallel zu der Innovation von GICON haben die Technologien herkömmlicher Windtürme bemerkenswerte Sprünge in der Höhe gemacht. So hat das Unternehmen Max Bögl kürzlich eine Windkraftanlage des Typs Vestas V172-7.2 MW mit einer Leistung von 7,2 Megawatt auf einem für die kommerzielle Serienproduktion bestimmten Hybridturm mit einer Nabenhöhe von 199 Metern fertiggestellt. Diese Entwicklung gestaltet die Investitionsrentabilität neu; der frühere Vergleich stellte den 300-Meter-Turm noch Türmen mit einer Höhe von nur 100 oder 150 Metern gegenüber, während Entwickler heute Lösungen wählen können, die sich mit kommerziell erprobten Bauweisen der 200-Meter-Grenze nähern.
Produktivitätsunterschied und Energieerträge
Basierend auf einem analytischen Modell, das zwei virtuelle Windparks vergleicht, die dieselben Turbinen mit einer Leistung von 7,2 Megawatt, denselben Rotordurchmesser und dieselbe Anzahl von Einheiten verwenden, wobei die einzige Änderung in der Nabenhöhe zwischen 199 Metern und 300 Metern liegt, zeigten die Ergebnisse, dass:
- der 300 Meter hohe Turm im Vergleich zu seinem 199 Meter hohen Pendant eine jährliche Steigerung der Stromerzeugung von bis zu 11,4 % liefert.
- das Ausmaß der Gewinne mit der Art des vertikalen Windprofils und der Veränderung der Windgeschwindigkeiten je nach Topografie und Höhe zusammenhängt, wobei Messungen am Standort Schipkau darauf hindeuten, dass an einigen geografischen Standorten noch höhere Zahlen erreicht werden können.
- die zusätzlichen betrieblichen Gewinne davon abhängen, dass dieselben Erzeugungsanlagen genutzt werden, ohne dass größere Generatoren erforderlich sind.
Herausforderungen bei der Errichtung und Machbarkeitstests
Obwohl das Teleskophubsystem im Design von Gicon komplexe logistische Probleme beim Transport von Komponenten überhoher Türme und der Anmietung von Hochleistungskranen löst, erfordert die Montage der riesigen Gitterstruktur einen doppelten Betriebsaufwand vor Ort. So musste der Prototyp den Umgang mit Tausenden von mechanischen Teilen und intensive Installationsarbeiten in großen Höhen bewältigen, neben einer arbeitsbezogenen Unterbrechung zur Durchführung präziser Qualitätsprüfungen des verwendeten Stahls.
Die Bedeutung dieser Komplexität liegt im Zeitplan; Windkraftanlagen beginnen Renditen abzuwerfen, sobald sie an das Netz angeschlossen sind und den Betrieb aufnehmen, während sich die Bau- und Arbeitskosten auf die frühen Phasen konzentrieren. Dementsprechend hängt die kommerzielle Machbarkeit von 300-Meter-Türmen vollständig von der Kostensenkung und der Möglichkeit ab, den Bauprozess in einem vorhersehbaren Standardtempo zu wiederholen. Diese Türme werden eine vielversprechende Lösung bleiben, insbesondere für Standorte, die mit Umweltauflagen oder Schwierigkeiten bei der Genehmigung neuer Landflächen konfrontiert sind, und sie ermöglichen es den Entwicklern, die Nutzung der Infrastruktur und der verfügbaren Netzanschlusspunkte zu maximieren.