Off- und Onshore-Windparks im Vergleich
Windparks können sowohl an Land als auch “offshore”, im Meer gebaut werden, um Windenergie zu nutzen und erneuerbaren Strom herzustellen. Der Unterschied zwischen den beiden Standorten bringt verschiedene Vor- und Nachteile mit sich. Innerhalb der letzten Jahre wurden zunehmend offshore und onshore Windparks gebaut, was dementsprechend Diskussionen darüber mit sich zog. Was ist offshore und onshore Windenergie und was sind die Folgen davon?
Onshore-Windenergie ist Windenergie die an Land hergestellt wird
Onshore Windturbinen, sind Windturbinen, die an Land aufgestellt sind. Die ersten Stromerzeugenden Windturbinen wurden im 19.Jhd onshore aufgestellt. Die Arten von Windturbinen, die an Land aufgestellt werden gehen von horizontalen Windturbinen, die wie Standventilatoren aussehen, aller Größen bis hin zu kleineren vertikalen Windturbinen, die von der Form an Fusilli Pasta erinnern. Die Leistung von onshore Windturbinen spannt von 4,8 MW, der weltgrößten horizontalen onshore Windturbine, GE 4.8-158, bis zu winzigen 10 W Turbinen.
Abhängig vom Typ der Windturbinen können sie einzeln in Feldern, küstennah oder Bergspitzen, oder sogar im Garten aufgestellt werde. Sie können auch zusammengeschlossen werden, um als Windpark einen insgesamt größeren Output liefern zu können. Moderne Windparks können aus tausenden großen horizontalen Windturbinen bestehen. Der größte Windparks wird ist in China und wird zurzeit auf 20 GW erweitert.
Offshore-Windenergie entsteht auf dem Meer
Wenn Strom aus dem Wind, der über große Gewässer wie Meere oder Ozeane weht, gewonnen wird, nennt man das offshore Windenergie. Offshore werden horizontale Windturbinen viel größer und leistungsfähiger direkt mitten im Wasser, weit abseits der Strände gebaut. Mit bis zu mehreren hundert Windturbinen sind offshore Windparks fähig hunderte Megawatt zu erzeugen. Dieser Strom wird über lange Distanzen an Land geleitet, wo er dann verwendet werden kann.
Vertikale Windturbinen können offshore auch verwendet werden. Im Gegensatz zu horizontalen Turbinen, werden offshore vertikale Windturbinen meist nur an bereits bestehenden Plattformen installiert, um Strom direkt für den lokalen Verbrauch herzustellen.
Vor- und Nachteile von onshore- und offshore-Windkraft
Wegen den großen Unterschieden zwischen Standorten haben onshore und offshore Windkraftanlagen fast gegensätzliche Vor- und Nachteile, welche grundsätzlich aus vier Perspektiven betrachtet werden können: Kosten, Standortsbegrenzungen, Einfluss auf die Umwelt, und Kapazitätsfaktor.
Kosten
Im Vergleich zu Offshore-Windparks sind Onshore-Windparks um einiges billiger. Onshore-Windturbinen benötigen weniger extra Infrastruktur um zum Standort transportiert, dort aufgestellt und ans Stromnetz angeschlossen zu werden, da sie an Land sind. Die Turbinen können auch in der Nähe des Standorts produziert werden, was die lokale Wirtschaft antreibt und Emissionen senkt. Da das Wetter an Land ruhiger ist, werden Einzelteile sowie der Rotor der Turbine selbst weniger abgenutzt und benötigt folglich weniger Instandhaltung.
Im Gegensatz dazu ist es teurer offshore Windturbinen zu bauen und am Laufen zu halten, da sie abseits der Küste sind. Die Turbinen müssen lange Strecken verschifft werden, um überhaupt aufgebaut zu werden. Die Infrastruktur um die erzeugte Energie an Land zu leiten ist komplex und erzeugt folglich mehr CO2-Emissionen. Sie sind auch viel stärkeren Winden durch Stürme auf dem Meer ausgesetzt, was zu höherer Abnutzung und mehr Schadensrisiko führt. Für Instandhaltungsarbeiten und Reparaturen müssen Spezialisten und die nötige Ausrüstung lange Strecken transportiert werden, was kosten und die Dauer von Stillständen erhöht.
Einschränkungen des Standorts
Onshore werden die Standorte von Windturbinen wegen ihrer Lärmemissionen sowie ihres Aussehens wegen stark eingeschränkt. Ihr Bau ist in Regionen verboten wo Naturschutz oder Wohnverhältnisse an erster Stelle sind. Es gibt oft ortsspezifische Gesetze, die den Abstand zu Wohnhäusern, die Lärmemissionen, Schattenfall diktieren und miteinbezogen werden müssen, bevor eine Turbine errichtet wird.
Dahingegen stehen offshore Windparks abseits der Küste im Meer, folglich gibt es viel weniger Gegendruck seitens der Bevölkerung. Da es mitten auf dem Wasser keine Anwohner gibt, können oft viel größere Windparks gebaut werden.
Umweltbelastung
Onshore-Windparks stellen ein Risiko für Vögel und Fledermäuse dar, die Auswirkungen von Offshore-Windparks auf marine Ökosysteme sind hingegen noch unter Frage. Zurzeit stehen der Wissenschaft noch nicht genug Informationen zur Verfügung um eine eindeutige Antwort zu liefern.
Kapazitätsfaktor
Im Gegensatz zu offshore Windturbinen, haben onshore Windturbinen eine höhere Wahrscheinlichkeit auf einen geringeren Kapazitätsfaktor wegen ihrer Umgebung. Der Wind kann durch die Landschaft, wie Wälder und Hügel, abgebremst sein, oder durch Bauten wie Türme und Gebäude komplett geblockt werden. Diese Hindernisse schlagen sich auf die Windgeschwindigkeit aus oder führen zu turbulentem Wind, Umstände, die suboptimal für effektive Arbeitsweise sind und folglich die Stromherstellung senken.
Offshore Windturbinen sind solchen Situationen nicht ausgesetzt, da es keine Hindernisse, die den Wind stören könnten, auf offenem Wasser gibt. Der Wind ist folglich zur See stärker und konstanter, was pro Turbine die Leistung signifikant erhöht.
Beispielsweise, wie im jährlichen Bericht 2019 von WindEurope steht, haben onshore Windparks einen Kapazitätsfaktor von 24% während offshore Windparks einen Kapazitätsfaktor von 38% erreichen.
Offshore-Windenergie ist ein globaler Trend
Zurzeit sind die meisten offshore Windparks quer in der Nord- und Ostsee verteilt, entlang der chinesischen Küste aufgereiht und umzingeln praktisch die Britischen Inseln. Der 2019 Offshore Wind Outlook Report der International Energy Agency besagt, dass EU Länder gemeinsam mit dem Vereinigtem Königreich weiterhin die Führung der offshore Windtechnologien für die nächsten zwei Jahrzehnte beibehalten werden, wobei China knapp danach an zweiter Stelle sein wird. Nach WindEurope Beträgt Windkraft in Europa eine totale Leistung von 22GW in 2019. Abgesehen von europäischen und chinesischen Windparks, wird an Projekten in Taiwan, Japan und an der US Ostküste gearbeitet.
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