Das Funda­ment für den größten Wind­park der Welt

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In der Nordsee, gut 120 Kilo­meter vor der briti­schen Küste, entsteht bis 2027 mit Hornsea 3 einer der größten Offshore-Wind­parks der Welt. Errichtet vom däni­schen Ener­gie­kon­zern Ørsted, soll er nach seiner Fertig­stel­lung mit einer Kapa­zität von 2,85 Giga­watt über drei Millionen Haus­halte Groß­bri­tan­niens mit Strom versorgen. Mehrere Hundert Wind­räder stellt Ørsted dafür auf einer Fläche von knapp 700 Quadrat­ki­lo­me­tern auf hoher See auf. Damit sie Wellen­gang und Stürmen stand­halten, werden sie mit massiven Stahl­pfählen, soge­nannten Mono­piles, im Meeres­boden veran­kert.

Auf den Bau dieser Funda­mente hat sich das Unter­nehmen SeAH Wind spezia­li­siert. Extra für das Hornsea-3-Projekt hat der Hersteller in Teeside im Nord­osten Englands die bislang größte Mono­pile-Fabrik der Welt errichtet. Damit ist der Standort einer der wich­tigsten von mehreren Liefe­ranten für Hornsea 3. Um die Dimen­sionen deut­lich zu machen: Die Mono­piles sind zum Teil über 100 Meter lang und wiegen mehr als 2.000 Tonnen. Die Produk­tion ist so ausge­legt, dass SeAH Wind pro Jahr bis zu 200 dieser Giganten fertigen kann.

Ziel: stabiles Werks­netz

Bereits in der frühen Planungs­phase der Fabrik beauf­tragte SES Engi­nee­ring, Gene­ral­un­ter­nehmer für die tech­ni­sche Gebäu­de­aus­rüs­tung und Teil der Wates Gruppe, die Firma Enspec Power, ein stabiles Werks­netz zu reali­sieren. Denn damit die Fabrik die Netz­an­schluss­be­din­gungen erfüllt und die Maschinen keinen Schaden nehmen, ist die Span­nungs­qua­lität entschei­dend für den zuver­läs­sigen Betrieb.

Für Tony Jefferson, der bei Enspec Power das Projekt verant­wor­tete, keine einfache Aufgabe: „Als wir 2024 den Auftrag bekamen, exis­tierte die Fabrik nur als Bauplan. Deshalb stützte sich unsere Arbeit mehr auf prädik­tive System­mo­delle als auf physi­sche Messungen.“ Um eine grobe Vorstel­lung von den zu erwar­tenden Heraus­for­de­rungen bei der Span­nungs­qua­lität zu bekommen, erstellte Enspec Power gemeinsam mit SES Engi­nee­ring daher zunächst ein virtu­elles Modell der Fabrik.

Am Model getestet

„Wir konnten abschätzen, dass ein Teil der Anlagen erheb­li­chen Blind­leis­tungs­be­darf verur­sa­chen würde. Also elek­tri­sche Energie, die nicht in nutz­bare Arbeit umge­setzt wird und das System belastet“, berichtet Jefferson. Doch das ist nicht das einzige Problem: „Aus Erfah­rung wissen wir, dass es immer zu Ober­schwin­gungen kommt. Das ist ein sehr dyna­mi­scher Prozess, der einfach viel Strom benö­tigt“, sagt Jefferson.

Und der Prozess geht so: Zunächst schneidet eine Schneid­an­lage massive Stahl­platten in große Recht­ecke. Anschlie­ßend biegen Walzen die Stahl­streifen in eine runde Form, die Schweiß­ma­schinen an den Enden zusam­men­schweißen. Hier wird es kritisch: „Den größten Anteil der Ober­schwin­gungen verur­sa­chen die Schweiß­ma­schinen. Aber auch andere Maschinen, wie etwa die Walzen, erzeugen Ober­schwin­gungen. Das liegt an ihren Frequenz­um­rich­tern“, sagt Jefferson.

Die sorgen dafür, dass SeAH Wind die Geschwin­dig­keit der Motoren der hoch­au­to­ma­ti­sierten Anlagen flexibel an die Produk­ti­ons­an­sprüche anpassen kann. Das macht die Nutzung der Maschinen zwar effi­zient, sorgt aber für Ober­schwin­gungen. Werden die nicht heraus­ge­fil­tert, können sie vor- und nach­ge­la­gerte Anlagen stören. Im schlimmsten Fall sogar beschä­digen.

Doppelt hält besser

„Da sich das Auslas­tungs­profil im Laufe der Zeit verän­dern würde, musste die Lösung skalierbar und flexibel genug sein, um sich an die Produk­ti­ons­an­for­de­rungen anzu­passen“, sagt Jefferson. Er musste nicht lange über­legen, wo er sich Unter­stüt­zung holen kann. Denn seit etwa sieben Jahren arbeitet Enspec Power mit Rein­hausen zusammen. Also zückt er schnell das Telefon, um sich mit Kim Urbanke und Henning Tischer vom Geschäfts­be­reich Power Quality Conver­ters zu beraten.

Die Idee ist schnell geboren: modu­lare Schalt­schränke mit Leis­tungs­elek­tronik von Rein­hausen. Insge­samt 29 Aktiv­filter basie­rend auf Rein­hausen-Technik glei­chen in Echt­zeit Ober­schwin­gungen aus. Hinzu kommen 26 Anlagen zur Blind­leis­tungs­kom­pen­sa­tion. Damit bleibt die Strom­qua­lität auch bei hoher Last gegeben. Jefferson sagt: „Meiner Erfah­rung nach stellt MR die welt­weit besten Filter für die Indus­trie her. Sie reagieren dyna­misch auf wech­selnde Lasten und lassen sich präzise regeln.“

Schlüs­sel­fer­tige Lösung

Durch das modu­lare Prinzip kann Enspec  Power die am jewei­ligen Anschluss­punkt benö­tigte Leis­tung reali­sieren – und die Anlage bei Bedarf einfach und sicher erwei­tern. Die Lösung hat Enspec Power nicht nur geplant, sondern auch am Produk­ti­ons­standort in Washington gefer­tigt und anschlie­ßend gemeinsam mit SES Engi­nee­ring in der XXL-Fabrik instal­liert. Für die Region bildet die Fabrik das Sprung­brett zum indus­tri­ellen Zentrum für Wind­kraft. Jefferson ist stolz auf das Projekt: „Diese Fabrik ist ein Beispiel dafür, wie die Ener­gie­wende indus­tri­elle Regionen trans­for­miert und wirt­schaft­li­ches Wachstum kata­ly­siert.”