Energiespeicher Wasserstoff

Verbundprojekt entwickelt Offshore-Windenergiesysteme für die Wasserstoffversorgung

13.01.2021

Beispielbild für Offshore-Windenergiesysteme.
Beispielbild für Offshore-Windenergiesysteme. Foto: Nicholas Doherty

Die rund 35 Offshore-Windparks vor Deutschlands Nord- und Ostseeküsten lieferten 2019 etwa 26 Terawattstunden Strom. Genug, um die Stadt Hamburg zwei Jahre lang mit Strom zu versorgen. Das Problem: Weht zuviel Wind, geht ein Teil der potenziellen Energie verloren, weil die Anlagen abgeschaltet werden, sobald mehr Strom erzeugt als benötigt wird. Um Windenergie künftig auch wetterunabhängig optimal nutzen zu können, soll sie in Form von Wasserstoff gespeichert und an Land weiter verwendet werden. Ein Verbundprojekt entwickelt die passenden Technologien und Methoden, um Offshore-Windräder durch eine Einrichtung zur Wasserstofferzeugung zu erweitern. Indem aus dem überschüssigen Wind künftig Wasserstoff erzeugt wird, erhöht sich die Ausbeute der Windkraft. Wasserstoff wird zum Speichermedium für Windenergie. Im Rahmen des Verbundprojekts „Offshore Windenergiesysteme für die Wasserstoffversorgung“ untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg die Folgen von Wetter und Wasser auf die Windenergieanlagen. Ihr Ziel ist es, die Anlagen resistenter gegen Wellen, Wind und Temperaturschwankungen zu machen. TU-Professor Sören Ehlers vom Institut für Schiffbaukonstruktion und -analyse will mit seinem Team einen Beitrag für kombinierte Windkraft-Wasserstoff-Projekte liefern, indem es die Stahl- und Metallkonstruktionen der Anlagen für ihren Einsatz auf hoher See verbessert.

Wind- und wetterfest

„Salzwasser führt dazu, dass Bauteile von Offshore-Windenergiesystemen korrodieren. Durch die zyklischen Belastungen von Wind und Wellen wird dann die Lebensdauer der Bauteile beeinträchtigt. Schäden und Risse, vor allem an Schweißnähten und freien Schnittkanten sind die Folge“, sagt Ehlers. Um dem entgegenzuwirken und den Bau dieser Anlagen auf hoher See lukrativer zu machen, möchte das TU-Forscherteam mit Hilfe von Experimenten die Fertigungsqualität der Materialien steigern und maximal nutzen. Das erreichen die Forscher beispielsweise, wenn sie den Einfluss der Korrosion auf die Lebensdauer quantifizieren und hierdurch Materialien belastungsgerecht verwenden. „Indem wir den Bau von Offshore-Windenergiesystemen optimieren und ihre Haltbarkeit verlängern, schaffen wir eine Grundlage für die Energiegewinnung von morgen“, so Wissenschaftler Sören Ehlers.

Abbildung zu Untersuchungen der Kerbwirkung korrodierter Oberflächen.
Abbildung zu Untersuchungen der Kerbwirkung korrodierter Oberflächen. Grafik: TU-Institut für Schiffbaukonstruktion und -analyse

Neben der TU Hamburg sind an dem Verbundprojekt auch die Hochschule Stralsund, das Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen (CML), das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik sowie die Leibniz Universität Hannover beteiligt. Gefördert wird das Vorhaben mit insgesamt 1,5 Millionen Euro durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF).


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