Strom aus Windenergie
Teil 3: Türme, Netzeinspeisung und Windparks auf dem Meer
Je mehr Strom die deutschen Windparks erzeugen, desto stärker werden sie in die Stromversorgung eingebunden. Sie müssen deshalb zunehmend Systemdienstleistungen erbringen, die das Netz stützen und stabilisieren – also im Prinzip über die gleichen Eingriffsmöglichkeiten wie konventionelle Kraftwerke verfügen. Das gilt vor allem für Offshore-Windparks.
Bis etwa 1990 wurden viele Windturbinen auf Gittermasten installiert, denn die Leichtbauweise ist kostengünstig und benötigt nur wenig Fundamentmasse. Das entspricht am ehesten dem Charakter der Windenergienutzung, die ihre Umweltfreundlichkeit nicht durch übergroßen Materialverbrauch einschränken sollte.
Doch ab 50 m Turmhöhe waren die Stahlrohrtürme vorherrschend, denn die einzelnen Turmsegmente lassen sich im Werk mit allen erforderlichen Einbauten (Leitern, Kabelführungen, Beleuchtung) produzieren und transportieren. Ein Stahlrohrturm kann wesentlich schneller errichtet werden als ein Gittermast.
Die Türme müssen mitwachsen
Doch die Türme wurden von Jahr zu Jahr höher, um Luftschichten mit höherer Windgeschwindigkeit zu erreichen, und mit der Höhe wächst auch der Durchmesser. Ab dem Jahr 2000 erreichten die ersten Windturbinen eine Nabenhöhe von 100 m, und der Durchmesser am Turmfuß erreichte 4,30 m, sodass die Autobahnbrücken dem weiteren Wachstum eine Grenze setzten. Größere Nabenhöhen sind nur noch durch größere Wandstärken zu erreichen, und dafür sind nur wenige Fabriken in Europa ausgelegt.
Also wuchs langsam die Bedeutung der Betontürme. Die ersten entstanden in wochenlanger Arbeit als 100 m hohe Ortbetontürme, und auch Höhen von 200 m und mehr sind problemlos erreichbar, doch diese Bauweise ist zu langwierig und zu teuer. Als Alternative bot sich der Fertigteilbetonturm an. Er besteht aus knapp 4 m hohen ringförmigen Segmenten, die problemlos auf der Autobahn transportiert werden können und auf der Baustelle übereinandergestapelt werden, sodass ein sich nach oben konisch verjüngender Turm entsteht. Statt ringförmiger Elemente kann man auch Flachelemente verwenden und daraus einen polygonen Turm aufbauen (Bild 1). Anschließend werden die Betonteile durch Stahlseile, die von unten nach oben durch alle Elemente durchgeschoben werden, verspannt.