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StartseiteForschung aktuellKein Eis auf dem Rotor10.03.2011

Kein Eis auf dem Rotor

Vereisungsgefahr für Offshore-Windenergieanlagen selbst im hohen Norden gering

Technik. - Eis kann Windenergieanlagen durchaus lahmlegen. Schon eine dünne Eisschicht verschlechtert die Aerodynamik der Flügel und führt zu geringerer Produktion, schlimmstenfalls kann sich dass Eis auch in großen Stücken lösen und in Geschosse verwandeln, so dass die Anlage abgeschaltet werden muss. Norwegische Forscher haben jetzt untersucht, was passiert, wenn man die Anlagen weit vor den Küsten im Nordmeer betreibt.

Von Monika Seynsche

Offshore-Windparks, hier Alpha Ventus vor Borkum, müssen unter vielen Bedingungen zurechtkommen. (AP)
Offshore-Windparks, hier Alpha Ventus vor Borkum, müssen unter vielen Bedingungen zurechtkommen. (AP)

Eigentlich hat Norwegen mehr als genug Energie. Tausende von Wasserfällen und Stauseen erzeugen mehr als 98 Prozent der Stromproduktion des Landes.

"Aber wir merken langsam, dass es auch sehr trockene Jahre gibt. 2010 zum Beispiel haben wir mehr Strom importieren müssen, als wir exportieren konnten."

Deshalb suche die norwegische Regierung Alternativen, erzählt Øyvind Byrkjedal von der Firma Vindteknikk im norwegischen Kjeller. Von der Nordsee, über die Norwegische See bis in die Barentssee erstrecken sich kalte, stümische Küstengewässer. Dort hat die norwegische Regierung 15 Regionen für mögliche Offshore-Windparks ausgewählt. In ihrem Auftrag sollten Byrkjedal und seine Kollegen die Standortbedingungen für Windräder in diesen Meeresgebieten untersuchen.

"Besonders rau wird die See erst weit draußen, aber in Küstennähe können Sie Probleme mit Eis bekommen, denn dort weht sehr kalte Luft vom Land über den wärmeren Ozean."

Um abzuschätzen, wie groß die Gefahr für mögliche Windräder ist, griffen die Forscher auf Wetterdaten der vergangenen elf Jahre zurück. Sie werteten meteorologische Messwerte von Flughäfen in Nordnorwegen zur Eisbildung in Wolken aus und nutzten ihre Erfahrungen mit Windenergieanlagen an Land in Norwegen und Schweden.

"Wenn die Windgeschwindigkeit und der Wellengang sehr hoch sind, erzeugt das viel Gischt und wenn dann noch tiefe Temperaturen hinzukommen, gefriert die Gischt und es können sich dicke Eisschichten bilden. Wir wissen, dass das bei Schiffen zu Problemen führen kann."

Schiffe allerdings können auf den Wetterbericht reagieren, und kritische Regionen umfahren. Windenergieanlagen können das nicht. Byrkjedal:

"Unseren Berechnungen zufolge tritt gefrierende Gischt vor den Küsten Nordnorwegens gelegentlich auf. Weiter südlich, in der Nordsee, werden wir keine Probleme damit haben, aber entlang der Küste nach Norden hin, könnte es zu Vereisungen kommen."

Øyvind Byrkjedal geht davon aus, dass die Gischt an kalten Tagen den Turm der Windenergieanlagen dort mit einer dicken Eisschicht bedecken wird. Im unteren Teil des Turms liegen in der Regel aber auch die Türen, durch die Techniker die Anlage betreten, wenn sie gewartet oder repariert werden muss.

"Das Eis wird den Zugang zu den Anlagen erschweren und möglicherweise sollte es auch schon bei der Statik berücksichtigt werden, damit die Konstruktion große Mengen Eis im unteren Bereich des Turms aushält. Das müsste noch untersucht werden."

Im Zweifelsfall also werden sich norwegische Wartungstechniker ihren Weg in die Offshore-Anlagen mit Eispickeln freischlagen müssen. Besonders ärgerlich und gefährlich aber ist Eis in der Regel dann, wenn es sich auf die Rotorblätter setzt. Dann verschlechtert es die Aerodynamik der Flügel und damit die Energieproduktion. Außerdem können sich abfallende Eisbrocken in Geschosse verwandeln, so dass die Anlage im schlimmsten Fall abgeschaltet werden muss. An Land führt beides zu großen Problemen. Auf See sei es selbst im hohen Norden vernachlässigbar, sagt Øyvind Byrkjedal.

"Wir haben untersucht, wie weit die Gischt in die Höhe spritzt. Unseren Berechnungen zufolge, wird sie die Turbine und die Rotorblätter nicht erreichen. Die Stromproduktion wird also wahrscheinlich nicht beeinflusst werden."

An Land bekommen Windenergieanlagen besonders dann Probleme mit Eis, wenn sie auf Hügeln und Bergen stehen, denn in größeren Höhen kann sich Eis in Wolken bilden und sich auf die Rotorblätter setzen. Die Anlagen auf dem Meer werden aber deutlich weniger als 300 Meter hoch reichen. Daher erwarten die norwegischen Forscher keine Probleme. Und auch für die zum Teil schon gebauten Windparks vor den Küsten Großbritanniens, Deutschlands und Dänemarks ist Øyvind Byrkjedal optimistisch. Sie seien viel zu weit südlich für Eis.

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