Windkraft

Die Riesen von morgen

Gute zwei Jahre nach Eröffnung herrscht geschäftige Routine in der Betonturmfabrik in Zurndorf. Männer in Schutzanzügen stapfen zwischen halbrunden Stahlsegmenten hin und her, die so groß sind wie die Wand eines Bungalows. Hämmern und Schleifen von Metall liegt in der Luft. Schweißgeräte sprühen Funken. Nebenan warten wuchtige Schalungen auf ihren Einsatz.

Der norddeutsche Hersteller Enercon baut hier Turmsegmente für Windräder. Der Konzern zählt zu den größten weltweit, Produktionsstätten von Enercon stehen in Schweden, Portugal, Brasilien, Uruguay oder Kanada. Das burgenländische Zurndorf ist einer der größten Auslandsstandorte des Unternehmens. Nicht nur wegen der Nähe zu Süddeutschland und Osteuropa – sondern auch, weil im Burgenland "küstenähnliche Windverhältnisse" herrschen, wie Energie Burgenland, der größte Windkraftanlagenbetreiber Österreichs, stolz vermerkt.

Sichbar wird das wenige Kilometer entfernt im burgenländischen Potzneusiedl. Dort stehen zwei Enercon E-126 – selbst unter den großen Windrädern echte Riesen. Die Nabenhöhe der Anlagen, also die Ebene der Gondel, ist mit 135 Metern nur zwei Meter niedriger als die Turmspitze des Wiener Stephansdoms. Ihre Rotorblätter rasen auf eine Höhe von 200 Metern hinauf und erreichen bei starkem Wind über 400 Kilometer pro Stunde. Mit diesen Dimensionen ist die E-126 die leistungsstärkste Windkraftanlage der Welt und bis heute so etwas wie die Königin der Windräder – oder, je nach Sichtweise, ein Monster.

Boom geht weiter

So oder so: Lange wird Potzneusiedl diesen Rekord nicht mehr halten können. Eine ganze Reihe von Anlagenbauern ist gerade dabei, die bisherige magische Obergrenze von 200 Metern weit hinter sich zu lassen. Schon jetzt erreichen neue Anlagen in Süddeutschland im Schnitt Höhen von 190 Metern. Und heuer haben mehrere Produzenten Turbinen mit Nabenhöhen deutlich über 140 Metern präsentiert. Nordex ist einer von ihnen. Vor wenigen Tagen stellte der Hamburger Hersteller die Turbine N131/3300 mit einer Nabenhöhe von 164 Metern vor. Damit kommt die Anlage auf eine Gesamthöhe von 230 Metern – also zehn Meter höher als das Dach des DC Towers, des höchsten Bauwerks Österreichs.

"Ich bin überzeugt, das ist nicht das Ende der Fahnenstange. Es ist durchaus realistisch, dass die Nabenhöhen in den nächsten Jahren 200 Meter erreichen werden", sagt Felix Losada von Nordex. Treiber dieser Entwicklung ist der weiter anhaltende Boom der Windkraft. "Die Windkraft hat bei der installierten Kapazität in Europa die Atomkraft bereits überholt", sagt Stefan Moidl von der heimischen IG Windkraft. Ende 2014 waren Windturbinen mit knapp 129.000 MW am Netz, bei der Atomkraft "nur" 122.000 MW.

Zwar schwächelt heuer die Branche in weiten Teilen Europas, wenn man von wenigen Ländern wie etwa Deutschland oder Österreich absieht. Doch in Übersee läuft der Ausbau ganz unabhängig von Förderungen rasant weiter – allen voran in China, aber auch in den USA, Indien oder Brasilien. An Europas Küsten dagegen sind die guten Standorte bereits weitgehend verbaut – das Meer, so seltsam es klingt, ist jetzt schon fast voll. Deshalb wird in Deutschland nun der Ausbau im Landesinneren intensiviert. Auch, weil das gegenüber Offshore weitaus kostengünstiger und näher an den großen Industriezonen möglich ist.

Genau darauf zielen die neuen Riesenanlagen ab. Je weiter über dem Boden, desto stärker und beständiger die Luftströme. Deshalb können Windturbinen, die so hoch sind wie ein Wolkenkratzer, auch an Schwachwind-Standorten im Binnenland rentabel sein und Leistungen von über drei MW liefern. Tatsächlich laufen bereits konkrete Forschungen zu Nabenhöhen bis zu 250 Metern, während Ingenieure schon über Gondeln in 300 Metern Höhe diskutieren. Wenn derartige Maschinen Realität werden, kratzen ihre Rotoren dann an der Marke von 400 Metern über der Erdoberfläche – fast doppelt so hoch wie der DC Tower.

Genau darauf zielen die neuen Riesenanlagen ab. Je weiter über dem Boden, desto stärker und beständiger die Luftströme. Deshalb können Windturbinen, die so hoch sind wie ein Wolkenkratzer, auch an Schwachwind-Standorten im Binnenland rentabel sein und Leistungen von über drei MW liefern. Tatsächlich laufen bereits konkrete Forschungen zu Nabenhöhen bis zu 250 Metern, während Ingenieure schon über Gondeln in 300 Metern Höhe diskutieren. Wenn derartige Maschinen Realität werden, kratzen ihre Rotoren dann an der Marke von 400 Metern über der Erdoberfläche – fast doppelt so hoch wie der Wiener DC Tower.

Das ist dann nicht mehr im übertragenen, sondern im ganz wörtlichen Sinne der Raum, der bisher Flugzeugen vorbehalten war. Und das schafft wiederum nicht nur Konflikte mit Betreibern von Radaranlagen zur Luftraumüberwachung oder dem Wetterdienst – allein in Deutschland sind deswegen zur Zeit über 1.400 Verfahren anhängig – sondern auch mit Anwohnern, denen ein mehrere hundert Meter in den Himmel ragendes, rotierendes und tief brummendes Gebilde schlicht unheimlich ist. So kämpfen im Mutterland der Energiewende aktuell etwa 500 Bürgerbewegungen gegen neue Windparks.

Massive Anpassungen im Maschinenbau

Angesichts des neuen Trends hin zu atemberaubenden Höhen steht auch die beteiligte Industrie vor großen Herausforderungen. So heißt es etwa beim Maschinenbauverband VDMA, die Maschinenbauer müssten hier von ganz neuen technologischen Parametern ausgehen. Ein Beispiel dafür ist Siemens. Der Platzhirsch im Offshore-Bereich hat sich nun auch die Eroberung des Binnenlands vorgenommen. Dafür sorgen soll die völlig neu entwickelte Turbine SWT- 3.3-130 mit einem 143 Meter hohen Turm und stolzen 130 Metern Rotordurchmesser – was einer Gesamthöhe von 208 Metern entspricht. Für eine Leistung von 3,3 MW sorgt ein direkt angetriebener und mit Luft gekühlter PMG-Generator mit sehr starken Permanentmagneten sowie eine völlig neu konstruierte Nabe mit besonders starken Hydraulikzylindern. Obwohl die Turbine extra für Schwachwind-Standorte konstruiert ist, soll sie laut Hersteller bis zu 20 Prozent mehr Wind ernten als ihre Vorgänger.

Auch Österreichs Hersteller richten ihre Produktion auf die neuen Dimensionen aus. Denn in den letzten Jahren ist auch hierzulande eine weitverzweigte Industrie für Windkraftanlagen entstanden – bei der bekannte Namen wie Amag, Fill, Palfinger oder voestalpine genauso mitmischen wie "hidden champions" vom Kaliber des Vorarlberger Automatisierungsanbieters Bachmann, dessen Steuerungen einen Weltmarktanteil von 50 Prozent erreichen.

Maßgeschneidert für die neuen Riesen

Oder der oberösterreichische Fahrzeugzulieferer Miba, der für die Windindustrie Bremsbelege, Kühlkörper oder Wärmeleitrohre für die Antriebssteuerung baut. Dieses Segment werde in Zukunft deutlich ausgebaut, kündigte Konzernchef Peter Mitterbauer heuer an und präsentierte mehrere neue Sondermaschinen, entworfen extra für den Bau besonders hoher Windtürme. Die Fräsmaschinen könnten die bis zu sechs Meter großen Bauteile für den Transport in Teilsegmente zerlegen und auch beim Schweißen eine nie da gewesene Präzision erreichen, wie Klaus Weberndorfer von Miba Automation Systems erklärt.

Die Nachfrage nach dem schweren Gerät aus Laakirchen dürfte groß sein – schließlich ist nicht nur die schiere Größe der neuen Riesenwindräder ein zunehmendes Problem, sondern auch der Transport ihrer Bauteile. Da trifft es sich gut, dass Miba, wie eine ganze Reihe anderer heimischer Hersteller, in der Windindustrie bestens vernetzt ist: Die Bremsbelege der Oberösterreicher sind inzwischen weltweit in jeder zweiten Windturbine verbaut.