Wir bauen die Boxen, die die Welt antreiben

In der riesigen Weite des Ozeans, wo die unaufhörliche Kraft des Windes herrscht, entsteht ein Wunderwerk der Ingenieurskunst: eine „große gelbe Kiste“. Diese kolossalen Offshore-Windkraftübertragungsanlagen stehen bereit, die rohe Kraft der Natur zu nutzen.

Wenn wir unsere Ziele für erneuerbare Energien für 2030 erreichen wollen, was für das Vereinigte Königreich eine Verfünffachung der aktuellen Offshore-Windkraftkapazität (auf 50 GW) und für Europa eine Steigerung um mindestens das 25-fache der aktuellen Kapazität erfordert, müssen wir die Kapazität steigern Es gibt einen Wettlauf um die Bereitstellung der dafür erforderlichen Infrastruktur. Dazu gehören die imposanten Bauwerke, die zwischen Offshore-Windkraftanlagen versteckt und von unseren Küsten aus sichtbar sind – die „großen gelben Kisten“. In diesem Artikel enthüllen wir die Fakten über diesen wichtigen Teil der Windenergie-Lieferkette.

Petrofac und Hitachi Energy haben von TenneT einen mehrjährigen Rahmenvertrag für den Ausbau der Offshore-Windkapazität in der niederländisch-deutschen Nordsee erhalten

Auch wenn es sich bei diesen Strukturen zwischen Offshore-Windkraftanlagen nicht immer um Kisten handelt (manche sind offen gestaltet) und auch nicht immer gelb, handelt es sich um Umspannwerke oder Übertragungsanlagen. Sie beherbergen Transformatoren, Schaltanlagen und andere elektrische Geräte, die erforderlich sind, um den von Turbinen erzeugten Strom in Strom umzuwandeln, der über Unterseekabel zuverlässig an Land transportiert werden kann.

Turbinen erzeugen Strom in Form von Hochspannungswechselstrom (HLK). Der effiziente Transport dieses Stroms an Land kann jedoch zu Schwankungen und Verlusten führen, je nachdem, wie weit der Windpark vom Land entfernt ist. Befindet sich ein Windpark in einem Umkreis von etwa 50 Kilometern um Land, können die Unterseekabel den Strom effektiv als Wechselstrom (AC) übertragen. Bei Entfernungen von typischerweise mehr als 70 Kilometern muss der von den Turbinen empfangene Wechselstrom jedoch in Hochspannungsgleichstrom (HGÜ) umgewandelt werden, um ihn ohne nennenswerte Schwankungen und Verluste über Kabel transportieren zu können.

Die Zuverlässigkeit dieser elektrischen Ausrüstung ist für die Aufrechterhaltung eines stetigen Stromflusses vom Bauernhof ins Netz von entscheidender Bedeutung. Das bedeutet, dass die Offshore-Strukturen, die diese Ausrüstung tragen, wellen-, wind-, strömungs- und sogar erdbebensicher sein müssen. Die meisten Stützkonstruktionen bestehen aus zum Korrosionsschutz lackierten Stahlplatten, Rohren und Trägern. Die Behälter, in denen die elektrischen Geräte untergebracht sind, bestehen aus Kohlenstoffstahl und sind typischerweise mit korrosionsbeständigen Farbschichten überzogen. Der Mantel (die Beine und Verstrebungen) oder die in Wasser getauchten Monopile-Stützstrukturen (einzelne Beine) werden mit anderen, robusteren korrosionsbeständigen Technologien behandelt, wie zum Beispiel Opferanoden (das ist eine Geschichte für ein anderes Mal).

Es stellt sich die Frage: „Warum sind Umspannwerke oder Übertragungsanlagen gelb?“ Gelb, Orange, Rot, Schwarz und Weiß sind aposematisch: eine Farbgebung, die Warnung signalisiert. Sie sind auch bei schlechten Lichtverhältnissen in der Umgebung gut sichtbar. In der Natur verwenden Vögel, Bienen, Frösche und Schlangen Gelb als Warnung vor potenziellen Bedrohungen und Raubtieren. Im Laufe der Zeit haben sich diese Warnfarben in unserer Produktionsumgebung widergespiegelt. In einer Offshore-Umgebung stellt die Verwendung von Gelb sicher, dass Strukturen sichtbar sind, was die Navigation auf See erleichtert. In der Praxis sind dies nur die Teile, die von der Wasserlinie (tiefster Punkt zur Anpassung an Ebbe) und darüber aus sichtbar sind.

Wo früher die Wassertiefe eine Einschränkung für die Windturbinen selbst darstellte, führen Fortschritte in Design und Technologie dazu, dass Windparks heute in viel tieferen Gewässern gebaut werden – mit Turbinen, die auf schwimmenden Unterkonstruktionen getragen werden. Theoretisch waren Umspannwerke mit festem Boden schon immer in der Lage, viel tiefere Gewässer zu bewältigen, mit Tiefen, die denen von Offshore-Öl- und Gasanlagen ähneln; Diese können bis zu 500 m tief sein, mehr als die Höhe der Petronas Towers in Kuala Lumpur, Malaysia. Heute wird mit der Planung und Entwicklung begonnen, um zu ermöglichen, dass Offshore-Umspannwerke auch schwimmende Strukturen sein können, was bedeutet, dass die Entwicklung von Offshore-Windparks in Zukunft möglicherweise an Orten stattfinden wird, die wir vorher nie erreicht hätten.

Zwar gibt es für diese Offshore-Strukturen keine optimale Form oder Größe, doch die für den Windpark benötigte Kapazität bestimmt, welche Ausrüstung und wie viel davon auf die Plattform kommt. Es gibt fast jedes Mal ein maßgeschneidertes Design. Das wollen diejenigen ändern, die an den 2GW-Projekten von TenneT zusammenarbeiten, darunter Petrofac. Eines der wichtigsten Projektziele von TenneT für das 2GW-Programm ist die Entwicklung eines standardisierten, wiederholbaren Designs: Dies bietet Möglichkeiten für einen effizienteren Designansatz und eine Lösung für die Bereitstellung der erheblichen Anzahl „großer gelber Kisten“, die erforderlich sind, um Regierungsziele schneller zu erreichen. Das Rennen ist tatsächlich eröffnet.

Seit über einem Jahrzehnt setzen wir unsere Fähigkeiten zur Unterstützung des Offshore-Windsektors ein. In dieser Zeit haben wir nahezu 4 GW an Offshore- und Onshore-Übertragungsanlagen – HVAC und HGÜ – für Kunden in ganz Großbritannien und Europa geliefert.