Nordsee One
Luftentfeuchter zum sicheren Betrieb von
Offshore-Windenergieanlagen
Einleitung
In den vergangenen Jahren hat sich die Erzeugung von regenerativem Strom
in Offshore-Windparks zu einer wichtigen Säule des ökologischen Energiemixes
entwickelt und zählt zu den großen Hoffnungsträgern der Energiewende.
Damit die vielen tausend Windräder, die in der Nord- und Ostsee betrieben werden,
dauerhaft sicher funktionieren, darf in deren Betriebsräumen eine maximale Luftfeuchte
nicht überschritten werden.
Daher muss die Luft fast ständig entfeuchtet werden: Ausfälle und Reparaturen von Windanlagen
weit im Meer sind sehr aufwändig und können zu hohen Einkommenseinbußen führen.
Dieser Beitrag erläutert die Problematik und deren Lösung beispielhaft am Ende 2017 in Betrieb
gegangenen Windpark Nordsee One. Dieser umfasst 54 Windkraftanlagen und hat eine
Gesamtleistung von mehr als 330 MW.
Die auf hoher See herrschenden starken und meist auch stetig wehenden Winde machen die Offshore- Windenergie
lukrativ. Aufgrund der guten Bedingungen sind bei Offshore-Windanlagen die jährlichen Volllaststunden doppelt so hoch wie bei vergleichbaren Anlagen an Land. Rund 20.000 MW elektrische Leistung sind derzeit in Windparks in der Nordsee, in der Ostsee und in der Irischen See installiert. Weitere 35.000 MW befinden sich im Bau oder sind in der Planung. Bei rund 3.500 Vollbetriebsstunden pro Jahr erzeugen die mehreren tausend Windräder derzeit pro Jahr eine elektrische Arbeit von 70 Milliarden kWh, im Jahr 2025 werden es gemäß den Planungen insgesamt weit über 220 Milliarden kWh sein. Nutzer des grünen Stroms sind wesentlich Großbritannien, Deutschland, die Niederlande, Belgien und Dänemark.
Auch Deutschland setzt auf Windkraft
In Deutschland läuft der Ausbau der Offshore-Windenergie mit Hochdruck. Ende 2017 waren vor den deutschen Küsten fast 1.200 Windenergieanlagen in 20 Offshore-Windparks mit einer Leistung von insgesamt 5.400 MW am Netz. Informationen des Bundesverbands Windenergie zufolge steuerte die Windenergie im Jahr 2017 mit rund 105 Milliarden kWh einen Anteil von etwa 18% zur deutschen Stromerzeugung bei (600 Milliarden kWh). Damit ist die elektrische Arbeit aus Windenergie etwa genauso groß wie die der Photovoltaik, Biomasse und Wasserkraft zusammen.
Von dem Strom aus Windkraftanlagen stammten 2017 rund 20 Milliarden kWh aus Offshore- Windkraftanlagen – das waren 50 % mehr als 2016. Auch die Bundesregierung setzt für die kommenden Jahre stark auf Windstrom: Bis 2030 soll eine Windleistung von 15.000 MW installiert sein (je etwa 50 % on- und offshore), die dann eine Stromarbeit von mindestens 200 Milliarden kWh erzeugen wird. Diese entspricht etwa einem Drittel des heutigen deutschen Gesamtstromverbrauchs. Auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) beträgt derzeit die Anfangsvergütung für Windenergieanlagen auf See 15,4 Cent/kWh für die ersten zwölf Jahre, danach 3,9 Cent/kWh.
Nordsee One liefert 1.200 Millionen kWh Strom pro Jahr
Der Windpark Nordsee One befindet sich etwa 35 km nördlich der Insel Juist in der südlichen Nordsee. Er hat eine Gesamtfläche von 41 km2, die Wassertiefe beträgt 26–29 m (siehe Bild 2). Die mittlere Windgeschwindigkeit liegt bei 10 m/s. Fast zehn Jahre, nachdem das Bundesamt für Schifffahrt und Hydrographie die Freigabe zur Errichtung des Windparks gegeben hatte, startete Ende 2015 der Bau von Nordsee One. Im April 2016 waren die Fundamente für die 54 Windkraftanlagen fertig, im Sommer wurde die Umspannplattform errichtet, Ende September 2017 waren alle 54 Windkraftanlagen montiert.
Im Dezember 2017 ging Nordsee One in Betrieb und liefert seitdem grünen Strom. Zum Einsatz kommen 54 Windenergieanlagen mit einem Rotordurchmesser von 126 m, die eine Nennleistung von je 6,15 MW haben. Die Windkraftanlage startet bei Windgeschwindigkeiten ab 3,5 m/s und erreicht ihre Maximalleistung bei etwa 12 m/s. Die Rotoren haben eine Gesamtfläche von 12.500 m² – das entspricht der Größe von eineinhalb Fußballfeldern!
Die Gesamtleistung aller 54 Anlagen beträgt 332 MW. Die Betreiber des Windparks rechnen bei etwa 3.600 Vollleistungsstunden mit einer elektrischen Arbeit von zirka 1.200 Millionen kWh pro Jahr. Dieser Strom entspricht dem jährlichen Verbrauch von rund 400.000 Haushalten und spart eine Million Tonnen CO2 pro Jahr, der ansonsten in Kraftwerken zur Stromerzeugung anfallen würde. Vorgesehen ist eine Betriebszeit des Windparks von mindestens 25 Jahren.
Strom aus der Nordsee ans Land
Die 54 Windkraftanlagen sind durch Mittelspannungskabel mit der Umspannplattform verbunden, die den Strom auf eine Hochspannung von 155 kV transformieren. Von dort aus wird der Strom mit zwei Seekabeln zur sieben km entfernten und als Sammelstation dienenden Offshore-Konverterplattform geleitet (32 m x 16 m x 18 m), wo der Strom in Gleichstrom gerichtet wird. Zwei 320-kVKabel übertragen den Strom letztlich zum Einspeisepunkt an Land, dem Umspannwerk Dörpen West (siehe Bild 3).
Betriebssicherheit als oberstes Gebot
Windkraftanlagen, die oft viele Kilometer vom Land entfernt sind, müssen eine maximale Betriebssicherheit aufweisen. Bei Anlagenausfällen geht dem Betreiber wegen der hohen Erträge der MW-Anlagen viel Geld verloren. Notwendige Reparaturen können sich oft witterungsbedingt um Tage verzögern. Bei schwerer See sind die Serviceteams durch mehrstündige Anfahrten und schwierige Übergänge vom Schiff zur Windkraftanlage hohen Belastungen ausgesetzt. Transfers per Helikopter sind zwar schneller, aber teurer und müssen bei Nebel und starkem Wind oft ausfallen. Eine elektronische Anlagenfernüberwachung und redundante Systeme sind daher bei Windkraftanlagen Standard, ebenso regelmäßige von Spezialunternehmen durchgeführte Inspektionen und Wartungen der Fundamente, der Rotorblätter und der gesamten Elektronik.
Die Condair GmbH, Garching lieferte für das Nordsee One-Projekt insgesamt 54 Luftentfeuchter vom Typ DC 75 (siehe Bild 4). Zu deren Schutz vor zu hoher Feuchte und vor Korrosion muss daher die Luft kontinuierlich auf eine relative Feuchte von etwa 50–60 % entfeuchtet werden. Das dabei entstehende Kondensat wird ständig automatisch abgeführt. Beim Projekt Nordsee One befinden sich diese je rund 135 m³ Räume (Durchmesser 5,5 m, Höhe 5,7 m), in denen die Entfeuchter eingesetzt werden, im Bereich Wasseroberfläche (siehe Bild 5). Die kompakten Luftentfeuchter vom Typ DC 75(Abmessungen 800 mm x 820 mm x 400 mm) arbeiten mit einem Kältekreislauf (Kältemittel R410A) auf Basis der Kondensationsentfeuchtung (Unterschreitung des Taupunkts der Luft).
Bei einer Luftleistung von 800 m³/h beträgt die maximale Entfeuchtungsleistung 73 l pro Tag. Eine Besonderheit der für Nordsee One gelieferten Geräte ist die spezielle, sehr hochwertige Offshore-Ausführung mit einem maximalen Schutz gegen die aggressive, salzhaltige Meeresluft. Dazu zählen zum Beispiel ein Edelstahlgehäuse, robuste Spezialwärmeübertrager aus Kupfer/Kupfer sowie eine Speziallackierung für die EC-Ventilatoren und die isolierten Kältemittelleitungen. Die in IP66/67 ausgeführte Geräteelektronik (inklusive Störmanagement) befindet sich in einer separaten Elektrobox. Die bedarfsgesteuerte Heißgasabtauung gewährleistet einen wirtschaftlichen Betrieb auch bei niedrigen Raumtemperaturen.
PDF / Fachartikel: Luftentfeuchtung auf hoher See - Nordsee One
PDF / Prospekt: Luftentfeuchtung
Actelion Business Center
Im Actelion Business Center in Allschwill sorgen sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Quali...
Schloss Herrenchiemsee
Im Schloss Herrenchiemsee sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL hat ...
Kranhäuser
In den Kranhäusern in Köln sorgen Verdunstungskühler von Condair für eine energieeffiziente Kühlung und geringe Betriebskosten. Der Verdunstungskühle...
Bundesrat
Im Bundesrat in Berlin sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL hat sic...
Museum of Modern Art
Im Museum of Modern Art in San Francisco sorgen Verdunstungskühler von Condair für eine energieeffiziente Kühlung und geringe Betriebskosten. Der Ver...
Thyssen Krupp
Im Quartier1, das Hauptgebäude von Thyssen Krupp, in Essen kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kal...
KPMG Hauptquartier
Im KPMG Hauptquartier sorgen Verdunstungskühler von Condair für eine energieeffiziente Kühlung und geringe Betriebskosten. Der Verdunstungskühler Con...
Torre Cepsa
Im Torre Cepsa in Madrid kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, dass...
Winterpalast Eremitage
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit in der Eremitage in St. Petersburg sorgen Dampf-Luftbefeuchter von Condair.
Dockland Cruise Center
Im Dockland Cruise Center in Hamburg sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Cond...
New Development Bank
Die New Development Bank, vormals BRICS-Development Bank, ist eine multilaterale Entwicklungsbank, die von Brasilien, Russland, Indien, China und Süd...
Fernwärme Spittelau
In der Fernwärmeanlage Spittelau in Wien kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das...
Musiktheater
Im Musiktheater in Linz sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL hat si...
Philharmonie Berlin
In der Philharmonie in Berlin sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL ...
Historisches Museum
Im Deutschen Historischen Museum in Berlin sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität de...
Green Planet
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Green Planet in Dubai sorgen adiabate Luftbefeuchter von Condair.
Brandhorst Museum
Im Brandhorst Museum in München sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair D...
The Squaire
Im The Squaire in Frankfurt sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL ha...
Erste Campus
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Erste Campus in Wien sorgen Dampf-Luftbefeuchter EL von Condair. Sie sind die neueste Generation der bekannten ...
Opera House
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Opera House in Sydney sorgen Dampf-Luftbefeuchter EL von Condair. Sie sind die neueste Generation der bekannten...
Facebook Data Center
Das 2004 von Mark Zuckerberg gegründete Software-Unternehmen hat das erste weltumspannende „soziale Netzwerk“ etabliert und verbindet inzwischen mehr...
Bibliothèque nationale
In der Bibliothèque nationale de France in Paris sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Quali...
Kennedy Space Center
Im Nasa Kennedy Space Center in Cape Canaveral kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management...
Gorch Fock
Das Mehrfach-Dampfverteilsystem Optisorp von Condair sorgt auf der Gorch Fock für eine ausgezeichnete Luftbefeuchtung mit kurzer Befeuchtungsstrecke....
Gustav-Lübcke-Museum
Das Gustav-Lübcke-Museum in Hamm nutzt den gasbetriebenen Dampf Luftbefeuchter Condair GS. Condair GS-Geräte sind der Maßstab für hocheffiziente Luft...
Fregatte Sachsen
Auf der Fregatte Sachsen kommen Dampf-Luftbefeuchter con Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, das...
Spiegel Zentrale
In der Spiegel Zentrale in Hamburg sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condai...
Museum Paul Klee
Im Museum Paul Klee in Bern sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL ha...
Havenhuis
Im Havenhuis in Antwerpen kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, das...
Schloss Schwerin
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Schloss Schwerin sorgen Dampf-Luftbefeuchter EL von Condair. Sie sind die neueste Generation der bekannten Damp...
Halley IV Station
In der Halley IV Station in der Antarktis kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, da...
Jüdisches Museum
Im jüdischen Museum in München sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL...
Dancing House
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Dancing House in Prag sorgen Dampf-Luftbefeuchter EL von Condair. Sie sind die neueste Generation der bekannten...
Klinikum Bogenhausen
Im Münchener Krankenhaus Klinikum Bogenhausen gewährleisten die Druckdampf-Verteilsysteme ESCO von Condair eine hygienische Luftbefeuchtung auf höchs...
ARoS Kunstmuseum
Im ARoS Kunstmuseum in Aarhus sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL ...
Rijksmuseum
Im Rijksmuseum in Amsterdam sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair DL ha...
MesseTurm
Im Frankfurter MesseTurm gewährleisten die Druckdampf-Verteilsysteme ESCO von Condair eine hygienische Luftbefeuchtung auf höchstem Niveau.
The m.pire
Im THE m.pire in München sorgen sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair D...
Apple Campus
Unweit von San Francisco im kalifonischen Cupertino liegt der Hauptsitz des amerikanischen Technologiekonzerns Apple. Das Gebäude wurde von dem briti...
Museum of History
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Museum of History in Gatineau sorgen Luftbefeuchter von Condair.
VitraHaus
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im VitraHaus in Weil am Rhein sorgen Dampf-Luftbefeuchter von Condair. Condair EL sind die neueste Generation der ...
Festspielhaus
Im Festspielhaus in Erl kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, dass...
Bauhaus Dessau
Das Bauhaus in Dessau gilt als Heimstätte der modernen Architektur des 20. Jahrhunderts. Bereits 1926 wurde das Gebäude eröffnet und gehört seit 1996...
Porsche Museum
Im Porsche Museum in Zuffenhausen kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhind...
IQ Business-Center
Im IQ Business-Center in Kiew kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert...
Rheinhallen
In den Rheinhallen in Köln gewährleisten die Druckdampf-Verteilsysteme ESCO von Condair eine hygienische Luftbefeuchtung auf höchstem Niveau.
Elbphilharmonie
In der Elbphilharmonie in Hamburg sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair...
Allianz Arena
In der Allianz Arena in München kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhinder...
ADAC-Zentrale
In der ADAC-Zentrale in München sorgen sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Co...
Deutsche Bank
In der Deutschen Bank in Frankfurt sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condai...
MED-EL Center
Das MED-EL Center in Innsbruck nutzt den gasbetriebenen Dampf Luftbefeuchter Condair GS. Condair GS-Geräte sind der Maßstab für hocheffiziente Luftbe...
Hebron Ölplattform
Auf der Hebron Ölplattform kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, da...
Parlament
Im Parlament in Budapest kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, das...
BMW Hauptquartier
Im BMW Hauptquartier in München sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair D...
Mercedes Benz Museum
Im Mercedes Benz Museum in Stuttgart sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Cond...
Philharmonie Luxemburg
In der Philharmonie in Luxemburg sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Condair ...
Balna Einkaufscenter
Im Balna Einkaufscenter in Budapest kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhi...
ETH Zürich
Die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich ist die wohl bekannteste Universität der Schweiz und belegt regelmäßig einen der Spitzenplätze im ...
Twarda Tower
Im Twarda Tower in Warschau kommen Dampf-Luftbefeuchter von Condair zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, ...
Royal Albert Hall
Die Royal Albert Hall ist das wohl bekannteste Konzertgebäude Großbritanniens und begeistert jährlich etwa 2 Millionen Gästen mit einem akustischen K...
Film Hochschule HFF
In der Film Hochschule HFF in München sorgen Hybrid-Luftbefeuchter von Condair für eine behagliche Luftfeuchtigkeit. Die hygienische Qualität des Con...
Ferrari Factory
Der Name Ferrari gilt als Inbegriff des luxuriösen Sportwagens. Die 1947 vom italienischen Rennfahrer Enzo Ferrari gegründete Marke war von Beginn an...
Buckingham Palace
Der Buckingham Palace ist die offizielle Residenz der britischen Monarchie und damit der Wohn- sowie Amtssitz von Queen Elisabeth II. Das Gebäude wur...
Audemars Piguet
Das Musée Atelier Audemars Piguet öffnet seine Tore, um die Besucher auf eine Reise durch die kulturelle Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Sch...
Evolution Tower
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Evolution Tower in Moskau sorgen adiabate Luftbefeuchter von Condair.
Campus Kronberg
Das Gebäude "Gamma" am Campus Kornberg nutzt den gasbetriebenen Dampf Luftbefeuchter Condair GS. Condair GS-Geräte sind der Maßstab für hocheffizient...
Pierre Fabre
Für hervorragende Luftfeuchtigkeit im Pierre Fabre Research Center in Toulouse sorgen adiabate Luftbefeuchter von Condair.
Agbar Tower
Im Agbar Tower in Barcelona kommen Dampf-Luftbefeuchter Condair RS zum Einsatz. Sie verfügen über ein patentiertes Kalk-Management, das verhindert, d...