Offshore-Windpark alpha ventus
alpha ventus (anfangs Offshore-Windpark Borkum West oder Testfeld Borkum West[1] genannt) ist ein Offshore-Windpark mit zwölf Windkraftanlagen vor der niedersächsischen Nordseeküste in der Deutschen Bucht.
| Offshore-Windpark alpha ventus | |||
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 Der Offshore-Windpark alpha ventus von Süden gesehen, rechts die Umspannstation (Luftbild im Mai 2012) rechts die Umspannstation (Luftbild im Mai 2012) | |||
| Lage | |||
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| Koordinaten | 54° 0′ 30″ N, 6° 35′ 54″ O | ||
| Land |  Deutschland | ||
| Gewässer | Nordsee | ||
| Daten | |||
| Typ | Offshore-Windpark | ||
| Primärenergie | Windenergie | ||
| Leistung | 60 MW (elektrisch) | ||
| Eigentümer | 47,5 % EWE 26,25 % RWE Renewables 26,25 % Vattenfall | ||
| Betreiber | Deutsche Offshore Testfeld- und Infrastruktur GmbH &Co. KG | ||
| Projektbeginn | 1999 | ||
| Betriebsaufnahme | 27. April 2010, Probebetrieb von drei Windkraftanlagen am 12. August 2009 | ||
| Gründung | Jacket, Tripod | ||
| Turbine | 12 × 5-MW-Klasse:
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| Eingespeiste Energie 2010–2019 | durchschnittlich pro Jahr 201 GWh | ||
| Eingespeiste Energie seit Inbetriebnahme | 2100 GWh | ||
| Website | www.alpha-ventus.de | ||
| Stand | 2019 | ||
Betrieb und Bedeutung
Der Park ist der erste Offshore-Windpark in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone, der in Betrieb ging. Das Pilotprojekt hat ein Investitionsvolumen von 250 Millionen Euro (rund 4100 Euro/kW) und wird vom Bundesumweltministerium (BMU) mit 30 Millionen Euro gefördert. Die EU-Kommission hat diesen Zuschuss im Jahr 2010 genehmigt.[2] Ursprünglich war eine Investitionssumme von 190 Millionen Euro geplant.[3]
Offshore-Anlagen erhalten nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (§ 31 Abs. 3) mit 19 ct/kWh statt ca. 9,2 ct eine höhere Anfangsvergütung als Windkraftanlagen an Land, wodurch die durchschnittliche Einspeisevergütung über den gesamten Betriebzeitraum deutlich höher liegt als bei Onshore-Anlagen. Die mittlere Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe liegt bei ca. 10 m/s, der ursprünglich prognostizierte jährliche Energieertrag betrug rund 220 GWh. Nach drei Jahren lag die mittlere jährliche Produktion bei rund 253,3 GWh; ca. 10 % mehr als ursprünglich erwartet.[4] In den ersten fünf Betriebsjahren wurden im Schnitt 4120 Volllaststunden erreicht.[5]
Im Jahr 2011 wurden 267 GWh produziert, was einem Kapazitätsfaktor von gut 50 % bzw. 4450 Volllaststunden entspricht.[6][7] 2012 produzierte alpha ventus rund 268 GWh, entsprechend 4460 Volllaststunden, wodurch der Windpark wie 2011 etwa 15 % über dem prognostizierten Ertragswert lag.[8] Im Jahr 2013 wurden durch vier windschwache Monate und Abschaltungen wegen Wartungsarbeiten an einzelnen Anlagen lediglich 224,6 GWh gewonnen.[9] Durch den Tausch einzelner Komponenten lag der Ertrag im Jahr 2014 nur bei 235,6 GWh, das ergab insgesamt einen durchschnittlichen jährlichen Ertrag von 248,73 GWh seit 2011.[10] 2015 wurden 242,18 GWh Strom produziert.[11][5]
Der Windpark wird von der Deutschen Offshore Testfeld- und Infrastruktur GmbH & Co. KG (DOTI) betrieben, einer Zweckgesellschaft der Unternehmen EWE (47,5 %), RWE Renewables und Vattenfall (je 26,25 %).
Lage
Aufteilung der Windpark-Fläche mit den zwölf Windenergieanlagen, Lage der Umspannplattform und FINO 1
Der Windpark befindet sich 43 bis 45 Kilometer nordnordwestlich der Insel Borkum in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Nordsee, also außerhalb der 12-Seemeilen-Grenze. Die Wassertiefen betragen hier, je nach Tide, etwa 27–30 Meter.
Die Eckkoordinaten sind:
- Südwest: 54° 0′ 0″ N, 6° 34′ 24″ O
- Nordwest: 54° 1′ 36″ N, 6° 34′ 24″ O
- Nordost: 54° 1′ 36″ N, 6° 37′ 18″ O
- Südost: 54° 0′ 0″ N, 6° 37′ 24″ O (Umspannplattform)
Direkt benachbart, ca. 400 Meter westlich des Parks, liegt die Forschungsplattform FINO 1. Der Abstand der vier Dreierreihen zueinander beträgt etwa 800 m (genau: 798 m, 761 m, 816 m). Auch innerhalb der Reihen besteht dieser Abstand.
Geschichte
Das Projekt wurde als Testanlage für die Offshore-Nutzung von Windenergie geplant. 1999 stellte die Prokon Nord Energiesysteme GmbH aus Leer den Antrag auf Errichtung eines Windparks nördlich von Borkum. Die Genehmigung wurde am 9. November 2001 vom in der AWZ zuständigen Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) erteilt, wobei als Frist für den spätesten Baubeginn der 1. April 2004 vorgesehen war. Im September 2005 wurde das Projekt an die vom Bundesumweltministerium initiierte „Offshore-Stiftung“ übergeben. In den Folgejahren wurde das Projekt von der Deutschen Offshore-Testfeld- und Infrastruktur-GmbH & Co. KG (DOTI) weiterentwickelt.
Im Jahre 2007 wurde mit der Verlegung des Seekabels begonnen und im Juni der Liefervertrag für die Windkraftanlagen unterzeichnet. Im Juli 2008 begann der Aufbau der Plattform „alpha ventus“ mit der Umspannanlage. Die Errichtung der ersten sechs Windkraftanlagen musste wegen schlechter Wetterbedingungen mehrmals verschoben werden, so dass sie erst im Sommer 2009 aufgestellt wurden. Für das zweite Baufeld wurde das bestehende Sperrgebiet als Sicherheitszone am 27. März 2009 nach Norden ausgedehnt.[12]
Am 15. Juli 2009 wurde das erste Windrad montiert. Nach der Errichtung der ersten fünf Windkraftanlagen befanden sich ab dem 12. August 2009 die ersten Anlagen „AV 8“, „AV 9“ und „AV 12“ im sogenannten Einstellbetrieb.[13] Am 16. November 2009 waren alle zwölf Windräder montiert.[14] Bis zum Jahresende 2009 nahmen die letzten sechs den Betrieb auf.[15] Am 27. April 2010 wurde der Windpark offiziell in Betrieb genommen.[16]
Technik
Windturbinen
Es werden zwölf Anlagen der 5-MW-Klasse von zwei verschiedenen Herstellern eingesetzt:
- Die südlichen sechs sind vom Typ Multibrid M5000 der Firma Areva Wind GmbH. Sie haben eine Nabenhöhe von rund 90 m (über Wasser) und einen Rotordurchmesser von 116 m. Diese Anlagen sind für eine Lebensdauer von zwanzig Jahren ausgelegt. Ihr stählerner Turm verzweigt sich unter Wasser zu einem dreibeinigen Stativ (Tripod) von fast 25 Metern Kantenlänge, das auf Pfählen gegründet ist. Dieser Unterbau soll eine Lebensdauer von sechzig Jahren haben.
Die Einschaltwindgeschwindigkeit liegt bei rund 3,5 m/s (Windstärke 3), Nennleistung wird ab rund 12,5 m/s erreicht (Windstärke 6), ab einer Windgeschwindigkeit von etwa 25 m/s (Windstärke 10) werden die Anlagen abgeschaltet und vom Netz genommen. Die Gondelmasse inklusive Rotor beträgt etwa 309 t, die verbaute Stahlmasse (Tripod-Fuß, Turm, Gondel) beläuft sich auf etwa 1000 Tonnen. Aufgrund von zu starker Erhitzung der Gleitlager infolge eines Materialfehlers mussten 2010 bei allen Multibrid-Anlagen die Gondeln ausgetauscht werden.[17] - Die nördlichen sechs Windturbinen vom Typ REpower 5M126 der Firma REpower Systems mit Rotoren von 126 Metern Durchmesser in 92 m Höhe wurden auf Jacket-Fundamenten installiert. Diese wurden auf einer kleineren Grundfläche mit vier Pfählen befestigt.[18] Die Höhe des Jacketfundaments beträgt zirka 57 Meter, die Jacketmasse rund 320 Tonnen, zusammengesetzt aus Standard-Bohrfeldrohren, die Jacket-Grundfläche rund 17 × 17 m².
Nach anfänglichen Problemen gab der Betreiber am 30. Juni 2011 in einer Pressemitteilung bekannt, dass die zwölf installierten Windkraftanlagen an fast 98 % der Tage einsatzbereit gewesen seien.[19]
Umspannplattform
Die Plattform mit dem Umspannwerk wurde im September 2008 an der südöstlichen Ecke des Projektgebietes als seeseitiger Anschluss zur Drehstrom-Seekabel-Verbindung („Windnet“) zum Land errichtet.
Der Stahlbau wurde von der Bremerhavener Firma WeserWind GmbH Offshore Construction Georgsmarienhütte in Wilhelmshaven gefertigt. Die Elektroausstattung wurde von Areva übernommen.
Seekabel
Hergestellt wurden die Kabel von den Norddeutschen Seekabelwerken in der größten Verseilmaschine der Welt (Stand 2009).[20] Die Anschlusskabel von jeweils drei Windrädern werden zusammengefasst und als 30-kV-Kabel zum Umspannwerk auf der Offshore-Plattform „alpha ventus“ geleitet. Hier wird die Spannung auf 110 kV umgespannt und durch ein Seekabel über die Insel Norderney zum Festland nach Hilgenriedersiel geleitet, von dort mit Erdkabel weiter zum Umspannwerk Hagermarsch. Das Kabel wurde in drei Teilen (vom Festland nach Norderney, durch die Insel hindurch und von dort zum Windpark) verlegt und ist insgesamt 60 km lang. Die beiden Abschnitte im Wasser wurden von Oceanteam Power & Umbilical GmbH verlegt. Das Kabel, das alpha ventus mit dem Stromnetz des Festlandes verbindet, verläuft im Bereich der Insel Norderney in einem Leerrohrsystem, in das neben dem Stromkabel für alpha ventus auch Kabel zur Netzanbindung weiterer Windparks vor der Küste (z. B. HGÜ BorWin1 für BARD Offshore 1) eingezogen wurden.
Begleitende Forschung
Parallel zum Bau fördert das BMU eine Reihe von Forschungsprojekten, die in der RAVE-Initiative (Research at Alpha VEntus) zusammengefasst sind.[21] Dadurch soll eine breite Basis an Erfahrungen und Erkenntnissen für den Bau und Betrieb weiterer Offshore-Windparks gewonnen werden. Das BSH koordiniert die ökologische Begleitforschung und ist verantwortlich für den Messservice im Testfeld.[22]
Die TU Clausthal erarbeitete (im vom BMU geförderten Forschungsprojekt Netzintegration von großen Offshore-Windkraftanlagen – Grundlast aus der Nordsee) eine Machbarkeitsstudie zur besseren Netzeinbindung von Offshore-Windparks und bezog sich dabei beispielhaft auf diesen Windpark.
Im Oktober 2013 stellte das BSH die ersten Ergebnisse aus einer fünfjährigen ökologischen Begleitforschung vor: Demnach haben sich Fischarten wie Makrele, Leierfisch und Seebull angesiedelt. Die befürchtete Verödung der Fauna und ein Massensterben von Vögeln sei nicht eingetreten, tatsächlich würden die Bewegung der Rotorblätter und die Befeuerung der Anlagen Vögel verscheuchen, womit das Kollisionsrisiko erheblich sinken würde. Auch sei die Artenvielfalt im Umkreis des Windparks gestiegen.[23] Umweltverbände kritisierten in einer gemeinsamen Erklärung, diese Behauptung entbehre der wissenschaftlichen Grundlage und scheine politisch motiviert.[24]
Kritik
Gegen den Bau der Offshore-Windkraftanlage wurden verschiedene ökologische und technische Bedenken geäußert.
Schweinswale
Kritik an Alpha ventus richtete sich unter anderem gegen die Belastung und Störung der geschützten Schweinswale beim Bau der Anlage. Für jede der zwölf Anlagen waren durchschnittlich mehr als 15.000 Rammschläge in den Meeresboden nötig. Forschern und Umweltverbänden zufolge gefährdete der dabei entstehende Schall mit teilweise über 200 Dezibel die Meeressäuger. Nach einem Tag Dauerbeschallung werde das Gehör der Wale selbst in vielen Kilometern Entfernung geschädigt. Flugzählungen hätten zudem gezeigt, dass Schweinswale während der Errichtung der Windkraftanlagen das Gebiet im Umkreis von mehr als 20 Kilometern mieden.[25][26][27] Der NABU bemängelte, dass entgegen der Planung kein Blasenschleier (auch „Blasenvorhang“ genannt)[26] zur Schalldämmung eingesetzt worden sei.[28]
Die Bundesregierung entgegnete auf eine Anfrage im Bundestag, dass ein Blasenschleier zwar eingesetzt wurde, dieser sich aber als nicht ausreichend wirksam erwiesen habe. Die vom BSH gemessenen Schalldruckwerte lägen aber auch ohne Blasenschleier unter den genehmigten Grenzwerten.[29]
Umweltverbände kritisierten anlässlich der Inkraftsetzung eines Schallschutzkonzepts der Bundesregierung zum Schutz des Nordsee-Schweinswals beim zukünftigen Bau von Offshore-Anlagen, dass bei keinem bisherigen Projekt der Schallgrenzwert von 160 Dezibel eingehalten worden sei.[24]
Meeres- und Wattboden
Weitere Kritik richtete sich gegen die Verlegung von See- und Wattkabeln durch marine Natura-2000-Gebiete.[30]
Maschinenbruch im April 2018
Am 6. April 2018 kam es zu einem Schaden an einer Windkraftanlage des Typs Adwen AD 5-116 (vormals Multibrid und Areva). Zunächst wurde berichtet, dass Kunststoffteile der Gondelverkleidung in die Nordsee gestürzt sind.[31] Anlagen desselben Typs im Windpark wurden abgeschaltet. Die übrigen Adwen-Anlagen in der Nordsee durften bis zur Ursachenklärung nicht betreten werden. Erst Ende April 2018 stellte sich heraus, dass nicht nur die Verkleidung, sondern ein Teil des gesamten Maschinenhauses der Anlage mit der Kennung AV07 abgebrochen war.[32]
Literatur
- Hermann-Josef Wagner: Die Ökobilanz des Offshore-Windparks alpha ventus, Energie und Nachhaltigkeit, Bd. 3, Berlin 2010, ISBN 978-3-643-10927-9
- Pionierleistung auf hoher See · alpha ventus: Der erste Offshore-Windpark in der deutschen Nordsee. In: Hansa, Heft 2/2010, S. 35/36, Schiffahrts-Verlag Hansa, Hamburg 2010, ISSN 0017-7504
- Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (Hrsg.): RAVE · Research at alpha ventus · Eine Forschungsinitiative des Bundesumweltministeriums. Kassel 2010, 50 Seiten
- Hermann-Josef Wagner, Christoph Baack, Timo Eickelkamp, Alexa Epe, Jessica Lohmann, Stefanie Troy: Life cycle assessment of the offshore wind farm alpha ventus. In: Energy 36, (2011), S. 2459–2464, doi:10.1016/j.energy.2011.01.036
Weblinks
- www.alpha-ventus.de – Offizielle Homepage
- alpha ventus fact-sheet – Fakten zum Bau und Betrieb von alpha ventus (PDF-Datei; 285 kB)
- www.rave-offshore.de – BMU-Forschungsinitiative RAVE
- fino-offshore.de: FINO-Forschungsstation, neben der der Windpark errichtet wurde
- RAVE – Forschen am Offshore-Testfeld (BINE Informationsdienst)
- www.areva-wind.com – Hersteller der AREVA Multibrid M5000
- NWZ-Spezial: Alpha-Ventus-Windpark – Bilder, Artikel und Webcam-Archiv zum alpha-ventus-Windpark in der Nordsee
- Imagefilm zum Bau und der Errichtung der Umspannstation
- Grüner Strom von hoher See – RUB-Ingenieure erstellen erstmals eine Ökobilanz für einen Offshore-Windpark (Nov. 2013)
Einzelnachweise
- alpha-ventus.de
- EU gibt Steuergelder für Alpha Ventus frei - energate messenger+. Abgerufen am 27. März 2017.
- Deutschland geht offshore, EWE, RWE und Vattenfall errichten erste Windkraftanlage für alpha ventus. (PDF; 37 kB) In: offshore-stiftung.de. 15. Juli 2009, S. 2, abgerufen am 9. März 2019.
- Erster deutscher Offshore-Windpark hat die Milliarde geknackt. In: ingenieur.de, 25. Februar 2014, abgerufen am 17. Februar 2015
- dpa: Wirtschaft, Handel & Finanzen: Offshore-Windpark 'alpha ventus' zufrieden mit Betriebsjahr 2015. In: handelsblatt.com. 17. Januar 2016, abgerufen am 16. Oktober 2021.
- Mehr Strom als erwartet: Betreiber zufrieden. In: Hamburger Abendblatt, 29. Juni 2011, abgerufen am 29. Juni 2011
- FACT-SHEET alpha ventus (PDF; 285 kB), abgerufen am 9. März 2019
- Offshore-Windpark alpha ventus produziert 2012 deutlich über dem Soll. IWR, abgerufen am 26. April 2013
- Peter Kleinort: Erste Terrawattstunde erzeugt. In: Täglicher Hafenbericht vom 28. Februar 2014, S. 15, ISSN 2190-8753
- Peter Kleinort: „Alpha ventus“: Fast 1000 GWh geliefert. In: Täglicher Hafenbericht vom 24. Februar 2015, S. 4
- Frank Binder: „alpha ventus“ zufrieden mit 2015. In: Täglicher Hafenbericht vom 19. Januar 2016, S. 4
- Nachrichten für Seefahrer. (PDF; 64 kB) Nr. 13. (Nicht mehr online verfügbar.) Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, 2009, S. 4.1–4.3, archiviert vom Original am 21. Mai 2012; abgerufen am 27. April 2010.
- Offshore-Windstrom von der Nordsee, alpha ventus speist erste Kilowattstunden ins deutsche Stromnetz ein. In: Solarserver. (Pressemitteilung von Alpha ventus vom 12. August 2009)
- fro/dpa/ddp: "alpha ventus": Erster Offshore-Windpark ist fertiggestellt. In: Spiegel Online. 16. November 2009, abgerufen am 16. Oktober 2021.
- Offshore-Windpark alpha ventus in der Nordsee vollzählig. (Nicht mehr online verfügbar.) 23. November 2009, archiviert vom Original am 30. Januar 2016; abgerufen am 30. Januar 2016.
- Frank Dohmen: Energie der Zukunft: Watt aus dem Meer. In: Spiegel Online. 26. April 2010, abgerufen am 16. Oktober 2021.
- Windkraftanlagen laufen wieder auf vollen Touren. In: NWZ-Online, 13. Oktober 2010, abgerufen am 29. Juni 2011
- Windpark Alpha Ventus (Borkum West 1). EEW Special Pipe Constructions GmbH, abgerufen am 30. Januar 2016.
- alpha ventus: Offshore-Stromausbeute höher als erwartet. Pressemitteilung vom 30. Juni 2011, abgerufen am 19. August 2011
- Weltrekord bei den Kabelwerken. (PDF; 296 kB) (Nicht mehr online verfügbar.) In: Kreiszeitung Wesermarsch. 13. März 2009, archiviert vom Original am 5. März 2014; abgerufen am 17. Juli 2009.
- Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (Hrsg.): RAVE · Research at alpha ventus · Eine Forschungsinitiative des Bundesumweltministeriums. Kassel 2010
- Informationen über das begleitende Forschungsprojekt RAVE (Memento vom 1. November 2012 im Internet Archive)
- BSH stellt Ergebnisse aus der ökologischen Begleitforschung im Windpark alpha ventus vor Pressemitteilung des BSH vom 30. Oktober 2013, abgerufen am 9. März 2019
- Focus Online: Umweltverbände: Weiterer Ausbau der Offshore-Windenergie muss naturverträglich erfolgen – Schallschutzkonzept endlich in Kraft, 2. Dezember 2013
- Hamburger Abendblatt: Schweinswale bei Bau von Offshore-Windpark geschädigt, 2. Juni 2010
- NABU: Lärm bedroht die Meere, 23. März 2010
- Pressemitteilung von NABU und WDCS: Meeressäuger im Lärmstress, 23. März 2010
- NABU: Erster deutscher Offshore-Windpark in Betrieb, 12. August 2009
- Auswirkungen des Baus von Offshore-Windparks auf Schweinswalpopulationen – Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Abgeordneten Undine Kurth (Quedlinburg) (…) und der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN – Drucksache 17/2390 –. Bundestagsdrucksache 17/2642 vom 20. Juli 2010.
- NABU: Naturverträgliche Offshore-Netzanbindung , 23. März 2010
- Catherine Grim: Borkum: Teile von Windkraftanlage werden geborgen. NDR, 9. April 2018, abgerufen am 25. April 2018.
- Christina Gerlach: Massiver Schaden im Windpark - Ursache unklar. NDR, 25. April 2018, abgerufen am 25. April 2018.