Hornsea Project One

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Hornsea Project One ist der erste Teil eines großflächigen Offshore-Windparkkomplexes in der Nordsee, etwa 120 Kilometer vor der Ostküste Englands. Als eines der größten Offshore-Windprojekte weltweit markiert es einen Meilenstein in der Nutzung erneuerbarer Energien und setzt neue Maßstäbe für die Skalierbarkeit von Windkraftanlagen auf See.

Allgemeine Beschreibung

Hornsea Project One ist ein Offshore-Windpark, der von Ørsted, einem dänischen Energieunternehmen, entwickelt und betrieben wird. Mit einer installierten Leistung von 1,2 Gigawatt (GW) war er bei seiner Fertigstellung im Jahr 2020 der größte Offshore-Windpark der Welt. Der Windpark erstreckt sich über eine Fläche von rund 407 Quadratkilometern und besteht aus 174 Windkraftanlagen des Typs Siemens Gamesa SWT-7.0-154, die jeweils eine Nennleistung von 7 Megawatt (MW) aufweisen. Die Anlagen sind auf Monopile-Fundamenten in Wassertiefen von bis zu 30 Metern verankert.

Die Stromerzeugung erfolgt durch die Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in elektrische Energie, die über Unterseekabel an das britische Stromnetz angebunden ist. Die Netzanbindung erfolgt über drei Offshore-Umspannplattformen, die den erzeugten Wechselstrom in Hochspannungs-Gleichstrom (HGÜ) umwandeln, um Übertragungsverluste zu minimieren. Die Gesamtinvestition für das Projekt belief sich auf etwa 4,5 Milliarden britische Pfund (Stand: 2020).

Hornsea Project One spielt eine zentrale Rolle in der britischen Energiewende und trägt maßgeblich zur Erreichung der Klimaziele des Vereinigten Königreichs bei. Der Windpark versorgt jährlich etwa eine Million Haushalte mit Strom und vermeidet dabei rund 2,1 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen pro Jahr. Die Standortwahl in der Nordsee basiert auf den dort vorherrschenden konstanten und starken Windverhältnissen, die eine hohe Auslastung der Anlagen ermöglichen.

Technische Details

Die Windkraftanlagen von Hornsea Project One gehören zur Generation der direkt angetriebenen Turbinen, die ohne Getriebe auskommen. Dies reduziert den Wartungsaufwand und erhöht die Zuverlässigkeit, da weniger mechanische Komponenten anfällig für Verschleiß sind. Der Rotordurchmesser beträgt 154 Meter, was eine überstrichene Fläche von etwa 18.600 Quadratmetern pro Anlage ergibt. Die Nabenhöhe liegt bei 105 Metern über dem Meeresspiegel, was die Nutzung der stärkeren und gleichmäßigeren Windgeschwindigkeiten in höheren Luftschichten ermöglicht.

Die Fundamente der Anlagen bestehen aus Monopiles, die aus Stahl gefertigt und bis zu 65 Meter lang sind. Sie werden mit hydraulischen Rammhämmern in den Meeresboden getrieben. Die Wahl der Monopile-Fundamente ist auf die geologischen Bedingungen des Standorts zurückzuführen, der durch sandige und tonige Sedimente geprägt ist. Die Unterseekabel, die die Anlagen mit den Umspannplattformen verbinden, haben eine Spannungsebene von 66 Kilovolt (kV) und sind für die Übertragung hoher Leistungen ausgelegt.

Die Netzanbindung erfolgt über das sogenannte "Creyke Beck"-Projekt, eine HGÜ-Verbindung mit einer Übertragungskapazität von 1,2 GW. Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom reduziert die Verluste bei der Stromübertragung über große Entfernungen. Die HGÜ-Technologie ist besonders für Offshore-Windparks geeignet, da sie eine effiziente Energieübertragung über Distanzen von mehr als 100 Kilometern ermöglicht (Quelle: National Grid, 2020).

Historische Entwicklung

Die Planungsphase für Hornsea Project One begann im Jahr 2010, als Ørsted (damals noch Dong Energy) die Rechte für die Entwicklung des Standorts erwarb. Die Genehmigung durch die britische Regierung erfolgte 2014, und der Baubeginn startete im Januar 2018. Die Installation der ersten Turbine wurde im Februar 2019 abgeschlossen, und der Windpark nahm im Februar 2020 den vollen Betrieb auf. Die Bauphase umfasste mehrere logistische Herausforderungen, darunter die Koordination von bis zu 15 Schiffen gleichzeitig, die für den Transport und die Installation der Komponenten eingesetzt wurden.

Hornsea Project One ist der erste von vier geplanten Windparks im Hornsea-Projektkomplex. Die nachfolgenden Phasen – Hornsea Project Two, Three und Four – sollen die Gesamtkapazität des Komplexes auf bis zu 6 GW erhöhen. Hornsea Project Two, das 2022 in Betrieb ging, hat eine installierte Leistung von 1,32 GW und übertrifft damit die Kapazität von Project One. Die weiteren Phasen befinden sich derzeit in der Entwicklung und sollen bis 2030 abgeschlossen sein.

Normen und Standards

Hornsea Project One unterliegt den britischen und europäischen Vorschriften für Offshore-Windparks, insbesondere der "Offshore Electricity Transmission Regulatory Regime" (OFTO) und den Richtlinien der "Marine Management Organisation" (MMO). Die Anlagen entsprechen den internationalen Normen für Windenergieanlagen, darunter die IEC 61400-Reihe, die Anforderungen an Design, Sicherheit und Leistung festlegt. Zudem wurden Umweltverträglichkeitsprüfungen gemäß der EU-Richtlinie 2011/92/EU durchgeführt, um die Auswirkungen auf marine Ökosysteme zu bewerten (Quelle: European Commission, 2011).

Abgrenzung zu ähnlichen Begriffen

Hornsea Project One ist Teil eines größeren Windparkkomplexes, der sich von anderen Offshore-Projekten durch seine schiere Größe und die schrittweise Entwicklung mehrerer Phasen unterscheidet. Im Gegensatz zu kleineren Windparks, die oft als Einzelprojekte realisiert werden, ist Hornsea als integrierter Komplex konzipiert, der Synergien in der Logistik, Netzanbindung und Wartung nutzt. Zudem setzt das Projekt auf die neueste Generation von Hochleistungsanlagen mit 7 MW Nennleistung, während ältere Windparks häufig kleinere Turbinen mit 3,6 bis 5 MW einsetzen.

Anwendungsbereiche

• Stromerzeugung: Hornsea Project One dient primär der Erzeugung von elektrischer Energie aus Windkraft. Der erzeugte Strom wird in das britische Stromnetz eingespeist und trägt zur Deckung des nationalen Energiebedarfs bei.
• Forschung und Entwicklung: Der Windpark dient als Referenzprojekt für die Weiterentwicklung von Offshore-Windtechnologien, insbesondere im Bereich der HGÜ-Netzanbindung und der Fundamentierung in tiefen Gewässern.
• Wirtschaftliche Impulse: Das Projekt hat lokale Arbeitsplätze geschaffen und die regionale Wirtschaft in Yorkshire und Humber gestärkt, insbesondere in den Bereichen Logistik, Wartung und Hafeninfrastruktur.

Bekannte Beispiele

• London Array: Mit einer installierten Leistung von 630 MW war London Array vor Hornsea Project One der größte Offshore-Windpark der Welt. Der Windpark liegt in der Themse-Mündung und besteht aus 175 Anlagen mit je 3,6 MW Nennleistung.
• Walney Extension: Dieser Windpark in der Irischen See hat eine Kapazität von 659 MW und war einer der ersten, der Turbinen mit 8 MW Nennleistung einsetzte. Er diente als Vorreiter für die Skalierung von Offshore-Windparks.
• Hornsea Project Two: Der direkte Nachfolger von Hornsea Project One mit einer Leistung von 1,32 GW. Er nutzt ähnliche Technologien, setzt jedoch auf noch größere Turbinen mit 8 MW Nennleistung.

Risiken und Herausforderungen

• Logistische Komplexität: Die Installation von 174 Windkraftanlagen in einer Entfernung von 120 Kilometern zur Küste erfordert eine präzise Planung und Koordination. Wetterbedingungen wie Stürme oder hohe Wellen können den Bau verzögern.
• Umweltauswirkungen: Offshore-Windparks können marine Ökosysteme beeinträchtigen, insbesondere durch Lärmemissionen während der Rammarbeiten für die Fundamente. Zudem besteht das Risiko von Kollisionen mit Schiffen oder Vögeln.
• Netzstabilität: Die Einspeisung großer Mengen an Windstrom in das Netz erfordert eine stabile Infrastruktur und flexible Backup-Lösungen, um Schwankungen in der Stromerzeugung auszugleichen.
• Wartung und Betrieb: Die Wartung von Offshore-Anlagen ist aufgrund der rauen Bedingungen auf See aufwendig und kostspielig. Korrosion, Salzablagerungen und mechanischer Verschleiß stellen zusätzliche Herausforderungen dar.
• Finanzielle Risiken: Die hohen Investitionskosten für Offshore-Windparks bergen das Risiko von Verzögerungen oder Kostenüberschreitungen, die die Wirtschaftlichkeit des Projekts gefährden können.

Ähnliche Begriffe

• Offshore-Windpark: Ein Windpark, der im Meer errichtet wird, um die stärkeren und gleichmäßigeren Windverhältnisse auf See zu nutzen. Im Gegensatz zu Onshore-Windparks erfordern Offshore-Projekte spezielle Fundamente und Netzanbindungstechnologien.
• Monopile-Fundament: Eine einzelne Stahlröhre, die in den Meeresboden gerammt wird und als Fundament für Offshore-Windkraftanlagen dient. Monopiles sind die am häufigsten verwendete Fundamentart in flachen bis mitteltiefen Gewässern.
• HGÜ (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung): Eine Technologie zur Übertragung von elektrischer Energie über große Entfernungen mit geringen Verlusten. HGÜ wird häufig für die Netzanbindung von Offshore-Windparks eingesetzt.
• Nennleistung: Die maximale Leistung, die eine Windkraftanlage unter idealen Bedingungen erzeugen kann. Die Nennleistung wird in Megawatt (MW) angegeben und ist ein zentraler Parameter für die Bewertung der Effizienz einer Anlage.

Zusammenfassung

Hornsea Project One ist ein wegweisendes Offshore-Windprojekt, das durch seine Größe, technische Innovation und wirtschaftliche Bedeutung Maßstäbe in der Windenergiebranche setzt. Mit einer installierten Leistung von 1,2 GW und der Nutzung modernster Turbinentechnologie demonstriert es das Potenzial von Offshore-Windkraft als zentrale Säule der erneuerbaren Energieerzeugung. Trotz der logistischen und technischen Herausforderungen zeigt das Projekt, wie großflächige Windparks zur Dekarbonisierung des Energiesektors beitragen können. Die Erfahrungen aus Hornsea Project One fließen in die Entwicklung weiterer Phasen des Hornsea-Komplexes ein und prägen die Zukunft der Offshore-Windenergie weltweit.

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