Windenergie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle mit dem Potenzial, Millionen von Haushalten weltweit mit Strom zu versorgen. Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen sind die beiden wichtigsten Typen zur Stromerzeugung. Daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen zu verstehen. Dieser Blog beleuchtet die Unterschiede sowie Kosten, Effizienz und Umweltauswirkungen.
Onshore- vs. Offshore-Windkraftanlagen
Onshore-Windkraftanlagen sind typischerweise an Land gelegen, was bedeutet, dass sie auf dem Land gebaut werden.
Offshore-Windkraftanlagen sind typischerweise vor der Küste gelegen, d. h. sie werden im Wasser gebaut. Der Bau und die Instandhaltung sind teurer.
| Offshore-Windkraftanlagen | Onshore-Windkraftanlagen | |
| Größe | Größere Turbinen | Kleinere Turbinen |
| Standort | Auf Gewässern | Auf dem Land |
| Installation | Komplexe Installation | Weniger komplizierte Installation |
| Power Transmission | Durch Unterseekabel | Direkt ans Netz angeschlossen |
| Wartung | Schwierig zu pflegen | Pflegeleicht |
Um den Unterschied zwischen Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen zu verstehen, sprechen wir über ihre Struktur, Windrichtung, Kosten und Funktionsweise.
Onshore-Windkraftanlage
Es handelt sich um eine hohe, turmartige Konstruktion mit einem Rotor, dessen Rotorblätter sich bei Wind drehen. Zur Stromerzeugung ist der Rotor mit einer Welle verbunden, die einen Generator antreibt. Onshore-Windkraftanlagen werden üblicherweise an Land errichtet und können Höhen von über 100 Metern erreichen.
1. Struktur: Die Rotor, Gondel, Turm und Fundament sind die HauptkomponentenDer Rotor besteht aus drei oder mehr Rotorblättern aus Leichtbaumaterialien wie Fiberglas oder Kohlefaser. Der Turm, üblicherweise aus Stahl oder Beton, trägt Rotor und Maschinenhaus. Das Fundament sichert den Turm am Boden und sorgt für Stabilität bei starkem Wind.
2 Betrieb: Sie Betrieb bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten Die Windgeschwindigkeit liegt zwischen 12 und 90 km/h. Übersteigt die Windgeschwindigkeit die Einschaltgeschwindigkeit, drehen sich die Rotorblätter und erzeugen Strom. Der Rotor dreht sich, solange die Windgeschwindigkeit die Ausschaltgeschwindigkeit (25 m/s) überschreitet. Unterschreitet die Windgeschwindigkeit diese, stoppt der Rotor zum Schutz der Anlage.
3. Wind: An Land Winde wehen vom Meer in Richtung Land. Ursache sind Luftdruckunterschiede zwischen Land und Meer. Im Tagesverlauf erwärmt sich das Land schneller als das Meer, wodurch die Luft über dem Land aufsteigt und ein Tiefdruckgebiet entsteht. Dieses Tiefdruckgebiet zieht kältere, dichtere Luft über dem See an, was zu einem Landwind führt.
Wenn wir die Windrichtung an Land mit der auf See vergleichen, sind die Winde an Land regelmäßiger und beständiger.
4. Kosten: Die Kosten für Onshore-Windenergie beliefen sich weltweit im Durchschnitt auf USD 0.033/kWhEs variiert stark basierend auf Standort, Größe und Kapazität, sowie die Kosten für Finanzierung, Regulierung und Genehmigungen. Die Kosten sind in den letzten Jahren aufgrund technologischer Entwicklungen, Skaleneffekten und Verbesserungen in Lieferketten und Herstellungsprozessen stark gesunken.
Auch, ob Vor- und Nachteile der Wellenenergie
Offshore-Windkraftanlage
Diese Turbinen sollen den starken, konstanten Wind und die Wellen, die häufig über den Ozean wehen, einfangen und umwandeln.
1. Struktur: Sie bestehen aus verschiedenen kritischen Komponenten, darunter Rotorblätter, Gondeln, Türme und Rotornaben. Der Turm ist die hohe Struktur, die die Gondel und die Rotorblätter an ihrem Platz hält. Er besteht typischerweise aus Stahl oder Beton und kann Höhen von bis zu 100 Metern erreichen.
Die Rotorblätter sind lange, gebogene Blätter, die an der Rotornabe befestigt sind und eine Länge von bis zu 80 Metern erreichen können. Die Hauptwelle ist eine große, zylindrische Welle, die die Rotornabe mit dem Getriebe und dem Generator der Gondel verbindet. Sie besteht normalerweise aus Stahl und kann bis zu 30 Meter lang sein.
2. Betrieb: Die Rotorblätter der Turbine sind soll die kinetische Energie des Windes einfangen und in Rotationsenergie umwandeln. Der Antriebsstrang überträgt die Rotationsenergie der Rotorblätter auf den Generator. Diese mechanische Energie wird vom Generator in elektrische Energie umgewandelt. Anschließend wird sie von Wechselspannung in Gleichspannung transformiert. Im Umspannwerk an Land wird der Strom wieder in Wechselspannung umgewandelt und über das öffentliche Stromnetz an die Haushalte verteilt.
3. Wind: Energie wird durch Windkraftanlagen erzeugt, die in Gewässern, meist in Ozeanen, Meeren oder großen Seen, aufgestellt sind. Offshore-Windkraftanlagen sind oft leistungsstärker als Onshore-Turbinen, und sie können von den höheren und konstanteren Windgeschwindigkeiten über dem Wasser profitieren.
4. Kosten: Wenn wir die Kosten für Offshore-Windenergie mit denen für Onshore-Windenergie vergleichen, sind Offshore-Windenergieanlagen teurer als Onshore-Turbinen. Dies liegt daran, dass für die Installation und Wartung der Turbinen auf dem Wasser spezielle Boote, Ausrüstung und Fundamentstrukturen erforderlich sind.
Die Stromkosten betragen ca. 0.081 USD/kWh.
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Vor- und Nachteile von Onshore- und Offshore-Windparks
1. Onshore-Windpark
a) Vorteile
- Billigere Alternative: Es handelt sich um eine der kostengünstigsten erneuerbaren Energieformen und ist deutlich günstiger als die Offshore-Windenergie. Onshore-Windparks können aufgrund geringerer Infrastruktur- und Betriebskosten zur Senkung der Strompreise beitragen.
- Geringe Umweltbelastung: Der Bau und Betrieb eines Onshore-Windparks verursacht wesentlich weniger Schadstoffe als andere Energiequellen.
- Zeiteffizient: Die Onshore-Windparks können innerhalb von Monaten gebaut werden und sind weniger kostspielig in der Wartung.
b) Nachteile
- Noise Pollution: Manche Menschen bemängeln das Erscheinungsbild von Windparks in der Landschaft und den Lärm, den sie verursachen. Es gibt auch Bedenken, dass Windkraftanlagen an Land Vögel gefährden könnten.
- Veränderliche Windgeschwindigkeit: Schwankende Windgeschwindigkeiten und Schwankungen der Windrichtung können die Konstanz der Energieausbeute von Windparks gefährden.
2. Offshore-Windparks
a) Vorteile
- Erhöhte Wirksamkeit: Offshore-Windparks benötigen aufgrund höherer Windgeschwindigkeiten und Richtungsstabilität weniger Turbinen, um die gleiche Menge Strom zu erzeugen wie Onshore-Windparks.
- Mehr Platz: Aufgrund ihrer Größe und Offenheit sind die Ozeane der ideale Standort für Windparks. Mehr Windparks bedeuten, dass sauberer und nachhaltiger Strom erzeugt werden kann.
- Weniger Probleme mit der Öffentlichkeit: Da diese Farmen weiter entfernt von bevölkerungsreichen Regionen liegen, ist ihr Einfluss auf die örtlichen Gemeinden geringer.
b) Nachteile
- Teuer: Diese Farmen haben höhere Installations- und Wartungskosten und erfordern außerdem Spezialausrüstung, was die Gesamtkosten erhöht.
- Gefährdet das Meeresleben: Aufgrund ihrer Lage können Offshore-Farmen Auswirkungen auf die Meeresfauna und -ökosysteme haben und somit ein erhebliches Umweltrisiko darstellen.
- Genehmigungen erforderlich: Aufgrund ihrer Lage in schiffbaren Gewässern können sie mit Regulierungs- und Genehmigungsproblemen konfrontiert werden, wenn Onshore- und Offshore-Windparks einander gegenübergestellt werden.
So, das war’s! Beide haben ihre Vor- und Nachteile. Onshore-Windkraftanlagen sind oft kostengünstiger in Bau und Betrieb, während Offshore-Anlagen ein höheres Energiepotenzial bieten. Weitere interessante Themen finden Sie auf unserer Website.
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