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Wind Energy Hamburg: 193-Meter-Rotor, hoher Kapazitätsfaktor und die hybride Zukunft

Die Windturbinenhersteller stellen auf der am Dienstag begonnenen Windenergiemesse in Hamburg neue Anlagen mit höherer Erzeugungsauslastung vor. Ihnen gemeinsam ist meist eine erneut ausgereiftere Anlagensteuerung und eine im Hintergrund stattfindende Entwicklung von hybriden Nutzungskonzepten mit Batteriespeichern.

Als das ganz große optische Ausrufezeichen dürfte der neu vergrößerte Rotor der aktuellen Nordex-Windenergieanlage der Sieben-Megawatt-Klasse zu werten sein. Mit dem Typennamen N193-7.X und einer auf 7,3 Megawatt (MW) Nennleistung ausgelegten Anfangsvariante wird das Windturbinenmodell ab 2029 in Serie zu haben sein. Die neue Anlage werde abweichend von vorangegangenen jüngsten Markteinführungen neuer Windturbinenmodelle auch der Wettbewerbsunternehmen nicht vorrangig auf den deutschen Markt zielen, heißt es auf Nachfrage beim Unternehmen.

Dennoch erfüllt sie deutlich die in einem aktuellen deutschen Gesetzentwurf für die nahe Zukunft vorgegebene Begrenzung der Einspeiseleistung auf eine Leistungsdichte von 280 Watt pro Quadratmeter überstrichener Rotorfläche. N193 wird mit nur 249 Watt pro Quadratmeter in den Betrieb starten und daher eine ganz besonders hohe Auslastung versprechen: Schon bei schwächerem Wind wird die neue Anlage ausreichend Windkrafteinsammeln, um mit ihrem Rotor schneller auf die Nennnleistung aufzudrehen.

Dabei sind die 7,3 MW bereits die für das aktuelle Flaggschiffmodell N175 mit 175 Meter Rotordurchmesser durch Nachbesserungen erreichte höhere Nennleistung. Nordex ermöglicht sie wie schon vor der Messe bekannt gegeben durch eine aufgebesserte der Anlagenführung im Wind mittels einer feineren Steuerung. Schon Modell N175-7.X MW hielt indes mit seiner Leistungsdichte die angekündigten 280 Watt pro Quadratmeter Rotordurchmesser ein.

Vestas hat ebenfalls an der Rotorstellschraube gedreht und kündigt für das eigene Flaggschiffmodell V172-7.2 MW einen künftigen Rotor von 182 Meter Durchmesser an. Deren Serienproduktion soll noch Ende 2027 starten. Die Nennleistungsdichte würde auch dieses Modell namens V182-7.2 MW auf knapp 277 Watt pro Quadratmeter drücken.

Auch der Windturbinenmarke Siemens Gamesa unter dem Konzerndach von Siemens Energy, steht gemäß jetzt schon in Gespräch zwischen Turbinenbauunternehmen und Kunden wohl angekündigten Tatsachen vor einer ähnlichen Designentscheidung. Das aktuelle Modell SG 7.0-170 ist das vorangegangene Ergebnis eines kompletten inneren Neudesigns der Windturbine in den vorangegangenen Jahren. Siemens Gamesa hat dafür 85 Prozent  der Bauteile im Maschinenhaus erneuert. Bei dieser im vergangenen Jahr bekannt gegebenen Effizienzerhöhung im Vergleich zum bisherigen Modell 6.6-170 hatte die Forschungs- und Entwicklungsabeilung des Unternehmens allerdings auf ein Leistungsplus gesetzt.

Ein Leistungsplus nimmt auch die GE-Vernova-Entwicklungssabteilung für die Cypress-Windturbine mit 164 Meter Rotordurchmesser in den Blick. 6,5 statt wie bisher nur 6,1 MW. Und das Windturbinenmodell Vensys 175 mit 7,8 MW Nennleistung, steht nun vor der Einführung – und bringt von vornherein die Leistungserhöhung mit in den Markt. Denn Vensys 175 ist eine komplett neue Anlage. Das ist sie ausweislich der Tatsache, dass bisherige Vensys-Anlagen noch Windenergie-Anlagen ohne Getriebe waren, das neue Modell Vensys 175 dagegen eine Drehzahlübersetzungskomponente enthält.

Die Vensys-Turbine ist ein Modell, das bereits in China zu hunderten zum Einsatz gekommen ist und zuletzt mit Tests, Nachdesigns und Rotorblattverbesserungen für die Europatauglichkeit eine technische Anpassung erhielt. Das wird auch für das neue Modell mit der hohen Nenneistung gelten.

Vensys ist ein Windturbinenmodell mit in China entwickeltem Turbinen-Design. Auch Ming Yang wird für Nord- und Miteleuropa im kommenden Jahr ein Modell mit 8,5 MW und 175 Meter Rotordurchmesser hierzulande einführen, das in China  schon seine Fähigkeiten belegt hat.

Einen anderen Weg der besseren Turbinenauslastung geht hingegen Enercon. Wie schon vor der Messe angekündigt, hat Enercon die betrieblichen Lastreserven des Anlagendesigns des aktuellen Flaggschiffmodels ausgerechnet und lässt nun mit einer angepassten Anlagensteuerung den Betrieb anpassen. Optional können Anlagenkunden dies mit einer neuen Steuerung sowie verbesserten Rotorblattstellsystemen für sich bestellen. Mit dem Aufpreis erhalten sie einen je nach Turbinenstandort und Betriebskonzept um bis zu 5,5 Prozent höheren Jahresertrag.

Neu für fast alle Anlagen ist die Ausrichtung des Angebots, die ihre Turbinenbauunternehmen im Hintergrund durch die Technik- und Entwicklungsabteilgung vorbereiten. So planen fast alle Hersteller gleichermaßen Angebote für eine Kombination der Windenergieanlagen mit Speichern. Dabei wollen sie mit eigenen Energiemanagementsystemen die Speicher seitens der Windturbine ansteuern. Mal nutzen sie dafür Konzerneinheiten, die entsprechend Hybrid-Nutzungskonzepte bereitstellen, mal neue Eigenentwicklungen.