Alstom: Offshore-Windkraftanlagen und Stromerzeugung

Der Geschäftsbereich ist in der Entwicklung der Windtechnologie über die letzten 30 Jahre führend und bietet Innovationen wie das einzigartige ALSTOM PURE TORQUE® Rotoraufnahmekonzept, das den Antriebsstrang vor Biegebeanspruchung schützt. Mehr als 200 Turbinen wurden oder werden von Alstom in mehr als 150 Windparks installiert, was insgesamt eine Kapazität von über 4.000 MW entspricht.

Ein vielversprechender Markt

Im Offshore-Windkraftbereich liegt Europa weltweit an führender Stelle: Über 90 % der derzeitigen Kapazitäten befinden sich in Nord-Europa. Die Windparks stehen in der Nordsee, der Ostsee, der Irischen See und dem Ärmelkanal. Die Offshore-Windkraft ist eines der wichtigsten Projekte Europas: Bis 2020 sollen 20 % des Stromverbrauchs mittels erneuerbarer Energien erzeugt werden. 2011 wurden 235 neue Offshore-Windräder mit insgesamt 866 MW ans Netz angeschlossen. Die Gesamtkapazitäten der europäischen Offshore-Anlagen erreichen somit 3,8 GW.

Alstom hat seine Offshore-Windkraftanlage Haliade^TM 150-6MW speziell entwickelt und optimiert, um sie an die Windbedingungen in der Nordsee anzupassen, auf die sich derzeitig und in naher Zukunft der europäische Markt konzentriert. Nachdem Alstom 2012 den Zuschlag für ein Projekt in Frankreich erhalten hat, bereitet sich die Unternehmensgruppe auf den dritten Teil der Windenergie-Projekte von Großbritannien vor, sowie auf weitere Ausschreibungen in Deutschland, die bis 2020 einer potentiellen Kapazität von insgesamt 40 GW entsprechen.

Haliade^TM 150-6MW, die neue Generation der 6MW-Offshore-Windkraftanlagen

Die meisten der aktuell installierten Offshore-Windräder beruhen auf den Techniken für eine Installation an Land, die einigermaßen für den Betrieb auf hoher See angepasst wurden. Alstom jedoch ist überzeugt, dass nur eine speziell auf die Bedingungen eines maritimen Umfelds zugeschnittene Technologie langfristig erfolgreich sein kann. Alstom bietet spezielle Offshore-Lösungen, insbesondere um die Kosten für die Windkraftanlage und ihre Gründung zu verringern, und die Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit der Ausrüstung sicherzustellen. Um diese Herausforderungen zu meistern, hat Alstom eine einfache, robuste und effiziente Offshore-Windkraftanlage entwickelt: Die Haliade^TM 150-6MW, die im März 2012 eingeweiht wurde. Sie ist heute weltweit eine der größten Offshore-Windkraftanlagen dieses Typs.

Einfach

Die 6MW-Windkraftanlage Haliade^TM 150 besitzt kein Getriebe. Der Antrieb erfolgt direkt und der Generator wird von Permantmagneten erregt. Entwickelt wurde der Generator von GEPC, einem Spezialisten für Energieumwandlung.

GEPC liefert Alstom den neuesten Permanentmagnet-Generator mit Direktantrieb, den „Advanced High Technology“, der sehr viel kompakter und leichter ist, als die Systeme der älteren Generationen.

Systeme mit Direktantrieb besitzen keine mechanischen Getriebe. Die verringerte Anzahl sich drehender Teile steigert die Zuverlässigkeit und Betriebsfähigkeit der Windkraftanlage und senkt die Wartungskosten – ein deutlicher Vorteil für Offshore-Anlagen.

Robust

Wie alle Alstom Windkraftanlagen beruht die Haliade^TM 150-6MW auf der Technologie ALSTOM PURE TORQUE®, die den Wechselstromgenerator schützt, indem sie die vom Wind resultierenden Biegebeanspruchungen sicher auf den Turm ableitet und so die Leistungen der Windkraftanlage optimiert.

Effizient

Bei einem Rotor von 150 m Durchmesser bietet die Haliade 150 mit ihren 6MW eine gesteigerte Effizienz und optimiert die verfügbaren Windressourcen (die Blätter sind 73,5 m lang und wurden in Zusammenarbeit mit LM Wind Power entwickelt).

Das deutlich geringere Gewicht vereinfacht die Installation der Haliade^TM 150-6MW und optimiert die Kosten der Windkraftanlage und der Gründung.

Wichtige Daten

• Die Haliade^TM 150-6MW deckt den Energiebedarf von 5.000 Haushalten.

• Bei dieser Windkraftanlage steigern die neuen Blätter und die größere Kreisfläche des Rotors die jährliche Energieerzeugung um 15 % im Vergleich zur aktuellen Generation Offshore-Windräder. Sie erzeugt bis zu 40 % mehr Energie pro Kilogramm verwendeter Werkstoffe.

• Der Durchmesser des Rotors der Haliade-Windkraftanlage – einer der Größten, die je gebaut wurden – beträgt 150 m.

• Die Rotorblätter sind 73,5 m lang.

• Die Kreisfläche des Rotors der Haliade^TM 150-6MW beträgt 17.860 m².

• Die Gondel wiegt fast 400 Tonnen und das Gesamtgewicht der Haliade 150 und „Jacket“-Fundament beträgt 1.500 Tonnen.

• Die Offshore-Umspannplattformen, die von Alstom bereits installiert wurden oder derzeitig gebaut werden, liefern insgesamt über 2,9 GW.

• Die Haliade^TM 150-MW ist für Standorte geeignet, deren Referenz-Windgeschwindigkeit 50 m/s. (Durchschnitt über 10 Minuten) beträgt, und für 50 Jahre extrem Böen von bis zu 70 m/s. (Durchschnitt über 3 Sekunden). Die Haliade^TM 150-6MW ist mit einem Permanentmagnet-Generator mit Direktantrieb und drei identischen Vollumrichtern ausgestattet auf einer Spannungsebene von 900 V.

Frankreich, die erste wichtige Referenzanlage

Die Haliade^TM 150-6MW wurde im Rahmen der Ausschreibung vom Juli 2011 für die französische Regierung entwickelt, die bis 2017 den Bau von 1,9 GW Stromerzeugungskapazitäten durch Offshore-Windkraftwerke plant. Im Anschluss an diese Ausschreibung ging im April 2012 der Zuschlag für den Bau von drei großen Offshore-Windparks an ein Konsortium unter der Leitung von EDF Energies Nouvelles, für das Alstom die Turbinen liefert. Im Januar 2013 hat die Regierung eine zweite Ausschreibungsrunde gestartet.

Die drei bereits vergebenen Projekte mit insgesamt 240 Windkrafträdern und 1,4 GW Kapazität werden in Saint-Nazaire, Courseulles-sur-Mer und Fécamp (Frankreich) errichtet. Der Umsatz von Alstom an diesen Projekten beläuft sich auf insgesamt über 2 Milliarden Euro. Mit der 6MW-Windkraftanlage Haliade^TM 150 ist Alstom exklusiver Zulieferer des von EDF-EN geleiteten Konsortiums, dem sich auch Dong Energy, der dänische Energiespezialist und Weltmarktführer im Bereich Offshore-Windenergie, sowie die Ingenieurbüros Nass & Wind und Wpd Offshore France angeschlossen haben.

Alstom baut mehrere Werke, um die Windkraftanlagen für diese drei Offshore-Projekte zu fertigen und zu montieren. Zwei davon werden im Hafengebiet von Saint-Nazaire (Departement Loire-Atlantique) errichtet und fertigen die Gondeln und Generatoren.

Die beiden anderen in Cherbourg (Departement Manche) werden die Flügel und Masten herstellen. Als weltweit erste Standorte von Alstom, die nur der Offshore-Windenergie gewidmet sind, werden diese französischen Werke auf Dauer 5.000 neue Arbeitsplätze für qualifizierte Mitarbeiter bieten, davon 1.000 als direkte Stellen (500 in Cherbourg, 300 in Saint-Nazaire und circa 200 in einem geplanten Entwicklungszentrum in der Region Pays de la Loire).

Alstom hat 2013 mit dem Bau der ersten Werke in Saint-Nazaire begonnen. Die Herstellung der Vorserien in Saint-Nazaire ist bereits in einer vorläufigen Werkhalle angelaufen, die 40 Einheiten fertigen wird, bevor die Hauptstandorte betriebsbereit sind. Der Start der Produktion ist für 2014 geplant.

Im Rahmen der Zertifizierung der Haliade^TM 150-6MW laufen derzeitig und bis zum kommenden Jahr verschiedene Prüfungen am Standort von Carnet (Departement Loire-Atlantique). Eine zweite Windkraftanlage wird bis Ende des Sommers 2013 vor der belgischen Küste errichtet, um Prüfungen auf hoher See vorzunehmen.

Prüfungen an Land und auf See, in Frankreich und in Belgien

Im Mai 2013 hat die Haliade 150 6MW nach IEC¹ die Zertifizierung für Leistungsmessungen (Leistungskurven) erhalten. Die Leistungskurve² wurde nach dreimonatigen Leistungsmessungen am Standort von Le Carnet in der Region Pays de la Loire erreicht. Dieser wichtige Schritt im Zertifizierungsverfahren zur Typenprüfungen schließt sich an die erfolgreiche Inbetriebnahme der 6MW-Turbine an.

Die seit März 2012 an Land durchgeführten Prüfungen an der ersten Haliade^TM 150-6MW haben eine große Menge Daten geliefert. Anhand dieser Daten kann festgestellt werden, ob die Leistungskurve den technischen Spezifikationen entspricht und mit den Entwicklungsmodellen der Windkraftanlage Haliade™ 150-6MW übereinstimmt.

Die nächsten wichtigen Prüfungen der an Land befindlichen Windkraftanlage umfassen spezielle Aufgaben und erweiterte Prüfungen zur Diagnose, Zuverlässigkeit und Wartung der wichtigsten Bauteile der Windkraftanlage, wie Generator, die Blattverstellung, der Umrichter und das System zur Windnachführung.

Während dieses Abschnitts werden auch die letzten Prüfungen für die Typprüfung durchgeführt, deren Erteilung für Ende 2013 geplant ist.

Nach der Zertifizierung der Windkraftanlage finden am Standort von Le Carnet weitere Prüfungen zur Leistungsoptimierung sowie mehrere Fortbildungen statt.

Außer der an Land installierten Windkraftanlage wird derzeitig ein zweites Windrad im Offshore-Windpark von Belwind 45 km von Ostende gebaut, vor den Küsten Belgiens. Diese Windkraftanlage wird unter tatsächlichen Betriebsbedingungen erprobt. Die Prüfungen umfassen spezielle maritime Operationen und Verfahren auf See, um die technischen Leistungen der Anlage zu validieren.