Die Windkraft ist in der Branche der erneuerbaren Energien als eine der natürlichsten, billigsten und zuverlässigsten Energiequellen vertreten. Die Windenergie ist eine der ersten erneuerbaren Energiequellen, die auch etwas weniger Einschränkungen als andere saubere Energiequellen aufweist.
Großbritannien, Dänemark, Deutschland, Schweden und Holland waren bis zum letzten Jahrzehnt die Pioniere der Windenergieerzeugung. Jetzt, da mehr Länder wie die USA die Vorteile dieser Technologie in Betracht ziehen, verfügt der Weltmarkt für Windenergie im laufenden Jahr über eine installierte Kapazität von 650,8 GW, wobei 9,17 % dieses Wertes im letzten Jahr installiert wurden.
Wenn man nun über Windenergie nachdenkt, stellt sich eine Frage: Was ist besser? Onshore- oder Offshore-Wind? Es ist wichtig zu entscheiden, welche der beiden Möglichkeiten für den jeweiligen Standort das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis bietet. Onshore-Energie erfordert Turbinen, die an Land installiert werden, um den Wind zur Stromerzeugung zu nutzen, während Offshore-Energie Windparks erfordert, die über dem offenen Meer installiert werden, um die schnelleren Winde zur Stromerzeugung zu nutzen.
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Ähnlichkeiten zwischen Onshore- und Offshore-Windenergie
Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen gehören zu den wichtigsten Technologien für die Bereitstellung sauberer Energie für die USA. Beide Energiequellen verringern den Kohlenstoff-Fußabdruck und liefern saubere und erneuerbare Energie für das Netz.
Auch wenn Offshore-Windturbinen größer sind als Onshore-Turbinen, haben beide dasselbe mechanische Prinzip zur Erzeugung von Windenergie. In beiden Fällen bestehen die Turbinen aus Rotorblättern, die sich um eine horizontale Nabe drehen. Wenn der Wind durch das Blatt strömt, wird eine Hubbewegung ausgelöst, die eine Drehkraft erzeugt, die in einem komplexen Prozess von einem Asynchrongenerator genutzt wird, der schließlich Energie erzeugt.
Während Offshore-Windparks aufgrund von Installationsmaterialien und anderen Faktoren mehr kosten, sind die in beiden Turbinen verwendeten Materialien im Grunde die gleichen, wobei die Offshore-Turbinen geringfügige Abweichungen benötigen, um bei höheren Windgeschwindigkeiten Sicherheit zu bieten. Onshore- und Offshore-Technologien könnten potenziell die gleiche Energie liefern, wenn zwei Turbinen ähnlicher Größe den gleichen Windgeschwindigkeiten ausgesetzt wären, wobei der Unterschied in der Ausgangsleistung so gut wie nicht vorhanden wäre.
Unterschiede zwischen Onshore- und Offshore-Windenergie
Auch wenn Onshore- und Offshore-Windenergieerzeugung einige Gemeinsamkeiten aufweisen, wie die Nutzung von Wind zur Energieerzeugung, gibt es auch einige Unterschiede. Der offensichtlichste Unterschied zwischen Onshore- und Offshore-Windenergie ist der Ort, an dem die Turbinen installiert werden müssen. Onshore-Windparks können an Land errichtet werden, während Offshore-Windparks in großen Gewässern installiert werden.
Da Onshore-Windparks an Land installiert werden, können die Kosten viel niedriger sein als bei der anderen Option. Offshore-Windparks erfordern Plattformen, Unterwasserkabel, Verbindungsleitungen und andere Faktoren, die die Installationskosten erhöhen; für die Wartung dieser Parks ist auch der Transport von Mitarbeitern mit Hubschraubern oder Schiffen erforderlich.
Die Windenergieerzeugung an Land kann etwas weniger vorhersehbar sein als auf See. Um Onshore-Windparks ordnungsgemäß zu installieren und saubere Energie zu erzeugen, ist eine Studie des Geländes und der Windströmungen erforderlich, die durchgeführt werden muss. Offshore-Anlagen sind aufgrund der konstanten Winde mit höheren Geschwindigkeiten weniger störend und bieten eine zuverlässigere und effizientere Stromerzeugung.
Onshore-Wind Review
Kosten
Onshore-Windenergie ist recht günstig. Die für die Installation erforderlichen Materialien und die zusätzliche Infrastruktur für die Energieübertragung verursachen geringere Kosten als Offshore-Anlagen. Bis 2020 könnten die Preise für Onshore-Windkraftanlagen bei 20 $/MWh liegen. Schätzungen gehen davon aus, dass die Energiekosten im Jahr 2030 sogar noch niedriger sein werden, da dreimal so viele Onshore-Windparks installiert werden könnten wie im Jahr 2018.
Flächenbedarf
Ein Nachteil von Onshore-Windparks ist, dass sie Landflächen benötigen, um installiert zu werden und saubere Energie zu liefern. Um einen ununterbrochenen Luftstrom zu gewährleisten, der die Stromerzeugung sicherstellt, benötigen Onshore-Windturbinen einen Mindestabstand von 150 m zu jeglichen Hindernissen und einen Abstand von Turbine zu Turbine, der dem Siebenfachen des Rotordurchmessers entspricht.
Vorteile
Onshore-Wind ist eine der beliebtesten Optionen für erneuerbare Energien. Die Technologie bietet aufgrund der Art der Windenergieerzeugung und im Vergleich zur Offshore-Windenergie viele Vorteile.
- Sie bietet niedrigere Installationskosten. In einigen Fällen kann sich die Investition innerhalb von zwei Jahren amortisieren.
- Die erzeugte Energie kann leicht an das Stromnetz angeschlossen werden.
- Mehr Unternehmen haben sich auf die Installation von Onshore-Windparks spezialisiert.
- Die Wartungskosten können recht niedrig sein.
Nachteile
Nicht alles kann nur gut sein, daher haben Onshore-Windparks auch einige Nachteile.
- Onshore-Windparks erfordern eine sorgfältigere Analyse der Windströmungen und -geschwindigkeiten als Offshore-Windparks, um eine hocheffiziente Stromerzeugung ohne Unterbrechung zu gewährleisten.
- Die potenziellen Flächen können aufgrund der Geländekosten und möglicher Stadterweiterungen stärker begrenzt sein.
- Die Unzufriedenheit der Bevölkerung aufgrund der visuellen Belästigung und der Lärmbelästigung durch Onshore-Windparks in der Nähe von Wohngebieten kann recht hoch sein.
Offshore Wind Review
Kosten
Die Kosten für Offshore-Windkraftanlagen können aufgrund der Energieübertragungsinfrastruktur, zusätzlich benötigter Materialien und anderer technischer Herausforderungen 20 % höher sein als an Land. Bis 2019 sind die Kosten für Offshore-Windenergie gegenüber 2018 um 32 % gesunken, wobei die Erzeugungskosten auf 78 $/MWh geschätzt werden. Schätzungen zufolge könnte die Offshore-Windenergie bis zum Jahr 2038 bereits so billig sein wie fossile Brennstoffe.
Flächenbedarf
Die Offshore-Windenergieerzeugung stellt keine Herausforderung in Bezug auf den Platzbedarf für die Installation von Windparks dar. Der Mindestabstand für Offshore-Windparks beträgt mindestens 200 Seemeilen von der Küste und 50 Fuß tief im Meeresboden. Die Leistungsdichte für Offshore-Turbinen schwankt um 1, wobei für eine 2-MW-Turbine 2 erforderlich ist.
Vorteile
Während Onshore-Windparks in der Gegenwart der führende Trend zu sein scheinen, bieten Offshore-Windparks einige kompetente Vorteile gegenüber ihrem Gegenstück.
- Installationen eignen sich besser für größere Gebiete und bieten daher Möglichkeiten für große Projekte zur Erzeugung erneuerbarer Energie.
- Offshore-Windparks haben aufgrund der schnelleren und konstanteren Winde ein höheres Potenzial für die Stromerzeugung und liefern auch Energie mit einer stabileren Rate.
- Es gibt keine Nachteile in Bezug auf Sicht- oder Lärmbelästigung wie bei Onshore-Windparks.
- Offshore-Windturbinen können doppelt oder dreimal so groß sein wie Onshore-Optionen, da die Lärmbelästigung nicht störend ist. Diese größere Größe ermöglicht eine höhere Stromerzeugung und einen höheren Wirkungsgrad im Verhältnis zu den Materialkosten.
- Es gibt keine Beeinträchtigung des Geländes, so dass der Raum in dicht besiedelten Gebieten intelligenter genutzt werden kann.
Nachteile
Offshore-Windparks bieten viele Vorteile, wie z. B. die Senkung der Kosten für die öffentliche Gesundheit und die Gewährleistung sauberer erneuerbarer Energie. Es gibt jedoch auch einige Nachteile dieser Technologie.
- Höhere Kosten für die Installation und die Stromübertragung als bei der Onshore-Windenergie.
- Unterwassergeräusche und Turbinen können die Fauna über Gewässern beeinträchtigen und dabei Zugvögel töten.
- Mit der Zeit erfordern Offshore-Windparks eine Wartung, die schwieriger durchzuführen und teurer ist.
- Die Zeit für die Wiederherstellung der Energie nach einer Störung kann höher sein als bei Onshore-Windparks.
Fazit: Onshore vs. Offshore Wind, was ist besser?
Die Onshore-Windenergie ist aufgrund der tatsächlichen Kosten für die Erzeugung und Installation eine viel bessere Wahl als die Offshore-Windenergie. Die Investitionen in die Offshore-Windenergie haben jedoch seit 2008 stark zugenommen, so dass das Windszenario für 2030 die Onshore-Technologien übertrifft und die potenzielle installierte Kapazität in Europa um bis zu 70 GW steigt.
Auch wenn die Onshore-Windenergieerzeugung bis 2020 viel billiger ist als die Offshore-Windenergie, ist sie nicht die endgültige Option, da sie auch viele Nachteile hat. Dazu gehören Sicht- und Lärmbelästigung, geringe Windzuverlässigkeit und hohe Kosten für Landflächen. Die Offshore-Windkrafterzeugung übertrifft die Onshore-Technologie in vielen Aspekten und stellt eine erneuerbare Energieoption dar, die Umweltverschmutzung vermeidet und dank der Offshore-Winde eine konstant hohe Stromerzeugung bietet.
Während die Tendenz im Jahr 2020 zugunsten der Onshore-Windkraft ausfällt, könnte sich dies in Zukunft ändern. Die Investitionen in Offshore-Windparks steigen, und die Kosten werden so niedrig sein, dass sie in Zukunft sogar billiger sein werden als die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen und Gas. Die Offshore-Windenergie mag heute noch teuer sein, aber sie ist die vielversprechendste Option für die Zukunft des weltweiten Windmarktes.