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Offshore Wind Energy Boom in the First Half Year of 2013An Overview of the Construction Progress of German Offshore Wind Farms

In the first half year of 2013, 52 wind turbines with a total capacity of 232 MW were installed in offshore wind farms, and so for the first time the offshore wind energy has reached a significant share of almost 19 per cent in the German wind energy market. The problems with the grid connection, however, remain a serious challenge for the development of the German offshore wind energy. None of the wind farms currently under construction – with the exception of OWF BARD Offshore 1 – so far has been con­nected to the grid. The first grid connections will probably be available in 2014. A real fiasco with a devastating effect on the public opinion was the completion of the OWF Riffgat in July 2013. Only just before the official opening ceremony, EWE as the operator of the wind farm had been informed by the transmission system operator TenneT that the wind turbines probably would not produce any electric­ity until February 2014, due to the need to clear ammuni­tion from the Second World War from the seabed before the sea cable can be laid. For the second half of the year a number of other offshore wind farms are expected to be built in the German North Sea and Baltic Sea. The following article gives a short overview on the status of the German offshore projects under construction. Finally the article will also take a look at the development of offshore wind energy in other European coastal countries.

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B. Neddermann; DEWI GmbH, Wilhelmshaven

Boom der Offshore-Windenergie im ersten Halbjahr 2013 Ein Überblick zum Baufortschritt bei den deutschen Offshore-Windparks

Mit der Neuerrichtung von 52 Windenergieanlagen (WEA) und 232 MW Gesamtleistung hat die Offshore­Windenergie im ersten Halbjahr 2013 erstmalig einen beachtlichen An teil von fast 19 Prozent des deutschen Windenergiemarktes erreicht. Ein akutes Problem des Off shore­Ausbaus in der deutschen Nordsee bleibt nach wie vor die fehlende Netz­an bin dung. Bei keinem der in Bau befindlichen Offshore­Wind parks (OWP) ist derzeit ein Netzanschluss verfügbar – mit Aus nahme des OWP BARD Offshore 1. Erst in 2014 werden die ersten Netz an bindungen wohl nach und nach betriebsbereit sein. Ein wahres Trauerspiel mit einer ver­heerenden öffentlichen Wir kung bildete die Fertigstellung des OWP Riffgat im Juli 2013. Erst kurz vor der offiziellen "Eröffnungs feier" wurde EWE als Betreiber des Windparks vom zuständigen Netz be trei ber TenneT darüber informiert, dass die An lagen voraussichtlich bis Februar 2014 keinen Strom einspeisen können, weil die Trasse für das Seekabel durch ein Meeresgebiet führt, in dem Kriegsmunition aus dem Zwei ten Weltkrieg verklappt wurde. Für die zweite Jah­reshälfte ist zu erwarten, dass zahlreiche wei tere Offshore­WEA vor der deutschen Küste errichtet werden. Nachfolgend wird ein kurzer Überblick zum Status der in Bau befindlichen deutschen Offshore­Projekte gegeben. Ab schlie ßend wird ein Blick auf die Entwicklung des Offshore­Ausbaus in den anderen europäischen Küsten län dern geworfen.

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BARD Offshore 1After a construction period of more than three years the installation work for 80 wind turbines of type BARD 5.0 in the offshore wind farm (OWF) BARD Offshore 1 could finally be completed at the end of July 2013. The construc­tion of this large­scale project in the German North Sea, accompanied by numerous delays and problems, broke new ground in many aspects. Never before had a wind farm with 80 wind turbines of the 5 MW­class been erected in approx. 100 km distance from the coast and in waters up to 40 m deep. With an enormous effort of personnel and material – more than 400 offshore specialists, one hotel ship, four jack­up vessels and a good dozen of other special vessels – in continuous operation, according to BARD more than half of the wind turbines were installed during the first seven months of 2013 and most of them are already connected to the grid. The remaining 15 turbines are scheduled to be connected to the grid in September, so that the full capacity of 400 MW is expected to be fed into the grid before the end of 2013.

RiffgatThe installation work for the OWF Riffgat was completed mid­July 2013. The project within the 12­nautical mile zone of the German North Sea with a total capacity of 108 MW could be realized after a construction period of only 14 months. All 30 Siemens SWT­3.6­120 turbines were erected in the period from April to July 2013 on top of the mono­piles which had already been installed in the previous year. The wind farm, however, will not start producing power before February 2014, because the grid connection could not be completed in time. According to the grid transmis­sion operator responsible, TenneT, the reason for the delay is that the sea cable has to be laid in an area where ammu­nition from WW II has been dumped which first needs to be cleared.

Trianel Wind Farm BorkumIn the period from February to April 2013, 21 tripod foun­dations of the Trianel wind farm were mounted to the anchor piles which had already been installed in 2012. At the end of July 2013 the first wind turbines were erected. It is planned to install all of the 40 AREVA M5000 wind tur­

BARD Offshore 1Nach mehr als drei Jahren Bauzeit konnten Ende Juli 2013 die Arbeiten zur Errichtung der 80 Windenergieanlagen des Typs BARD 5.0 im Offshore­Windpark BARD Offshore 1 abgeschlos sen werden. Bei dem von zahlreichen Ver zö ge­run gen und Problemen begleiteten Großprojekt in der deutschen Nordsee wurde teilweise absolutes Neuland betreten. Nie zuvor war ein Windpark mit 80 WEA der 5 MW­Klasse in rund 100 km Küstenentfernung und bis zu 40 m Wassertiefe er richtet worden. Mit einem enormen Per so nal- und Ma te rial auf wand – Dauereinsatz von über 400 Off shore­Spezialis ten, einem Hotelschiff, vier Errichter­schif fen und einem guten Dut zend weiterer Spezialschiffe – wurde nach Angaben von BARD allein in den ersten sieben Monaten dieses Jahres mehr als die Hälfte aller An la gen aufgebaut und zum Großteil auch gleich ans Netz an ge­schlossen. Die Inbetrieb nah me der letzten 15 WEA ohne Netzan schluss ist im Sep tember geplant, so dass die Ein­spei sung der Gesamtleistung von 400 MW noch in 2013 erwartet werden kann.

RiffgatMitte Juli 2013 wurden die Arbeiten zur Errichtung des OWP Riffgat abgeschlossen. Das küstennahe Projekt in der 12 See meilen­Zone der deutschen Nordsee mit einer Ge samt leis tung von 108 MW konnte nach nur 14 Monaten Bauzeit realisiert werden. Alle 30 Siemens SWT­3.6­120 wur den im Zeit raum April bis Juli 2013 auf den bereits im Vorjahr installierten Mono piles errichtet. Der Windpark wird jedoch voraussichtlich erst im Februar 2014 Strom ins Netz einspeisen, weil die Netzanbindung nicht recht zeitig fertiggestellt werden konnte. Grund für die Verzögerung ist nach Angaben des verantwortlichen Netzbetreibers TenneT, dass die Trasse für das Seekabel durch ein Meeresgebiet führt, in dem Kriegsmunition aus dem Zweiten Weltkrieg ver klappt wurde.

Trianel Windpark BorkumIm Zeitraum Februar bis April 2013 wurden im Trianel Wind park Borkum die fehlenden 21 Tripod­Fundamente auf den bereits 2012 installierten Verankerungspfählen mon tiert. Ende Juli 2013 erfolgte die Installation der ersten Wind ener gie anlagen. Es ist geplant, noch in 2013 alle

Fig. 1: In summer 2013 the construction stage of the first commercial deep-water offshore wind farm in the German North Sea, BARD Offshore 1 (400 MW), was completed. Photo: BARD group

Abb. 1: Im Sommer 2013 wurde die Errichtungs­phase des ersten kommerziellen Hochsee­Windparks in der deutschen Nordsee, BARD Offshore 1 (400 MW), abgeschlos­sen. Foto: BARD­Gruppe

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40 WEA des Typs AREVA M5000 zu errichten und die erste Pha se des Windparks mit einer Gesamtleistung von 200 MW vollständig in Betrieb zu nehmen. Voraussetzung hier­für ist allerdings die rechtzeitige Betriebsbereitschaft der Netz anbindung. Die dafür benötigte Konverterplatt form „DolWin alpha“ soll im Spätsommer auf See installiert wer­den. Die Reali sierung der zweiten Bau pha se mit weiteren 40 AREVA M5000 war ursprünglich direkt im Anschluss geplant. An ge sichts der politischen Diskussion zur Einführung einer “Strom preisbremse“ und der Ver un siche­rung in Bezug auf die wirtschaftlichen Rahmen be din gun­gen wurde jedoch noch keine finale Investitionsentschei­dung getroffen.

MeerwindIm OWP Meerwind konnten im April 2013 die Rammarbeiten zur Installation der 80 Mono piles abgeschlossen und zwi­schenzeitlich auch die Transitionpieces auf den Fundamenten montiert werden. Im Juli erfolgte die Errichtung der ersten Wind energieanlagen auf See. Bis zum Jahresende sollen alle 80 Siemens SWT­3.6­120 installiert werden. Auch die projekt spe zifischen Arbeiten für den Netzanschluss laufen bisher nach Plan. Die Umspannplattform konnte im Sommer auf See installiert werden und die Arbeiten für die parkin­terne Ver ka be lung sind im Gange. Trotz dieser Fortschritte bei der Pro jekt realisie rung wird jedoch auch der OWP Meer wind aufgrund von Verzögerungen bei der Netzanbin­dung durch den Netz betreiber Tennet erst 2014 Strom ins Netz einspeisen können. Die Konverterplattform HelWin alpha soll im Herbst 2013 an dem vorgesehenen Standort auf See errichtet werden.

Global Tech IDie erste Ausbaustufe des OWP Global Tech I wurde im Som mer 2013 mit der Errichtung von 43 Tripod­Funda men­ten er folgreich abgeschlossen. Nach der Umrüstung des eingesetzten Schwerlast­Kranhubschiffs sollen Ende August die ers ten Türme und Gondeln der WEA auf See installiert werden, bis die zweite Ausbaustufe mit den verbleibenden 37 Fun da men ten startet. Bereits im Mai 2013 konnte die Um spann station auf See installiert werden. Ohne die sonst üblichen Ramm ar beiten wurde bei Global Tech I eine schwimm fähige Plattform einge setzt, die sich über ein um welt verträgliches Saugglocken ver fahren selbst instal­liert. Aktuell werden die Arbeiten zur parkinternen Ver ka­be lung des Windparks durchgeführt. Wenn alles nach Plan läuft, wird der 400 MW Offshore­Windpark Global Tech I mit 80 AREVA M5000 im Frühjahr 2014 fertiggestellt. Die für die Stromein speisung benötigte Netzanbindung BorWin 2 ist wohl ebenfalls erst 2014 betriebsbereit, auch wenn die Installation der Offshore­Konverterstation BorWin beta noch im September 2013 erfolgen soll.

Dan TyskDer seit Februar 2013 im Bau befindliche OWP Dan Tysk mel dete Anfang August die erfolgreiche Installation der Offshore­Umspannplattform des Windparks. Nach Unter­neh mens an ga ben wurde bis zu diesem Zeitpunkt auch bereits rund die Hälfte der 80 Monopiles auf See installiert. Im Herbst werden die Arbeiten zur parkinternen Verkabelung durchgeführt, die Errichtung der Windturbinen ist Ende des

bines and to commission the first construction phase of the wind farm with a total capacity of 200 MW before the end of 2013, provided that the grid connection is available in time. The converter platform „DolWin alpha“ is scheduled to be installed at sea in late summer. The second stage with another 40 AREVA M5000 was originally scheduled to be installed immediately after the first construction phase. In view of the political discussion about “applying the brakes on electricity costs“ and the general uncertainty about the economic conditions, however, a final decision on the investment has not been made.

MeerwindIn the OWF Meerwind the pile driving work for the installa­tion of the 80 monopile foundations could be completed in April 2013, and in the meantime the transition pieces could also be mounted on the foundations. In July the first wind turbines were erected at sea. By the end of the year, all of the 80 Siemens SWT­3.6­120 wind turbines are planned to be installed. The project­specific work for the grid connec­tion is also progressing according to schedule. The substa­tion could be installed at sea during the summer, and the cabling within the wind farm is also under construction. Despite this progress in the project realization the OWF Meerwind also will not be able to feed electricity into the grid before 2014, due to delays in the grid connection to be established by transmission grid operator TenneT. The con­verter platform HelWin alpha is scheduled to be erected at sea in the fall of 2013.

Global Tech IThe first project construction phase of the OWF Global Tech I has been concluded successfully in summer 2013 with the installation of 43 tripod foundations. After the refitting of the heavy­duty jack­up barge deployed, the first towers and nacelles of the wind turbines will be installed at sea, until the second project stage with the remaining 37 founda­tions commences. Already in May 2013 the substation could be installed at sea. Instead of the traditional “pile­driving” technology used to install offshore foundations, Global Tech I employed an environmentally friendly meth­od in which huge steel suction cans were used to fix the self­erecting platform into the seabed. Currently the work for the internal cabling of the wind farm is carried out. If everything goes according to plan, the 400 MW offshore wind farm Global Tech I with 80 AREVA M5000 turbines will be completed in spring 2014. The grid connection BorWin 2 necessary for the transmission into the onshore grid is not expected to be available before 2014, although the offshore converter platform BorWin beta is to be installed in September 2013.

Dan TyskAt the beginning of August the OWF Dan Tysk, under con­struction since February 2013, reported the successful installation of the offshore substation of the wind farm. According to information supplied by the operator, already about half of the 80 monopiles has been installed at sea at this time. In the fall the work for the internal cabling will be carried out, and the wind turbines are scheduled to be erected by the end of the year. The project consists of 80

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Jahres geplant. Das Projekt umfasst 80 Siemens SWT­3.6 mit einer Gesamtleistung von 288 MW und soll im Herbst 2014 in Betrieb gehen. Bis dann muss noch die Netz an bin dung SylWin 1 mit der Kon ver ter plattform SylWin alpha betriebsbe­reit fertiggestellt werden.

Nordsee OstBis August 2013 konnte auch beim OWP Nordsee Ost die Hälfte der 48 Jacket­Fundamente auf See errichtet werden. Im Juli wurde die Gründungsstruktur für die Um spann platt form, ebenfalls ein Jacket­Fundament, an den vorgesehenen Stand ort auf See geschleppt und dort im Meeres bo den verankert. Die Errich­tung der 48 WEA vom Typ Repower 6M ist im Frühjahr 2014 vorgesehen. Die Arbeiten für die park interne Verkabelung des OWP Nordsee Ost haben be gon­nen und sollen Mitte 2014 abgeschlossen werden. An schließend kann der Offshore­Windpark mit einer Ge samt leistung von 295,2 MW ans Netz gehen, wenn auch die Netz anbindung HelWin 1 betriebsbereit ist.

Borkum Riffgrund 1Dong Energy, weltweit führendes Unternehmen bei der Er richtung von Off­shore­Windparks, hat im Sommer 2013 mit dem Bau von Borkum Riffgrund 1 begonnen, dem ersten Pro jekt des dänischen Energiekonzerns vor der deut­schen Küste. Im August 2013 wurde die Umspannplattform mit Fun da ment und „Topside“ vom dänischen Aalborg aus verschifft. An schließend erfolgte im Baufeld vor der ostfriesischen Nord see küste die Verankerung der Jacketkonstruk­tion und die In stal lation der Topside. Im OWP Borkum Riff grund sollen 77 Siemens SWT­3.6­120 mit einer Gesamtleis tung von 277,2 MW errichtet und 2014 in Betrieb genommen werden. Das Projekt wird über die Netzanbindung DolWin 1 angeschlossen, die 2014 betriebsbereit sein soll.

EnBW Baltic 2Mitte August startete der Bau des Ostsee­OWP EnBW Baltic 2 mit der Instal la­tion der ersten Fundamente. Bei dem Projekt kommen sowohl Monopiles als auch dreibeinige Jackets zum Einsatz. In der ersten Bauphase werden zunächst die Pfähle für die Jacket­Gründungen instal liert, die an den Anlagen stand or ten mit großer Wassertiefe eingesetzt werden. Dabei sind je drei Pfähle pro WEA im Meeres boden zu verankern, auf die später die Jackets ge setzt werden. Das Projekt EnBW Baltic 2 umfasst 80 Siemens­Anlagen vom Typ SWT­3.6­120 mit einer Gesamt leistung von 288 MW, die ab 2014 sukzessive in Betrieb gehen sollen.

Amrumbank WestIm April 2013 haben die Bauvorbereitungen für den OWP Am rumbank West begonnen. Um zu verhindern, dass die Strö mung den Sand rund um die WEA­Fundamente wegspült und die Standfestigkeit der Anlagen gefährdet, wurde dabei zunächst der sogenannte Kolkschutz aus zwei Lagen spezieller "Sandsäcke" auf dem Meeresboden ausgebracht. Die Installa tion der Monopiles und der nachfolgende Auf bau der Wind ener gie anlagen sollen im Herbst beginnen. Bis Sommer 2015 ist die Inbetriebnahme aller 80 Siemens SWT­3.6­120 geplant.

Entwicklung der Offshore-Windenergie in EuropaAuch in den anderen europäischen Küstenländern konnten im ersten Halbjahr 2013 neue Rekordwerte für den Ausbau der Offshore­Windenergie erreicht werden. Nach Angaben des europäischen Windenergieverbands EWEA wurden bis zur Jahresmitte europaweit 277 WEA mit einer Gesamt leis tung von 1.045 MW ans Netz angeschlossen. Zum Vergleich: 2012 gingen im Verlauf des gesam ten Jahres 1.166 MW online. In Großbritannien wurden im ersten Halb­jahr 2013 die Offshore­Windparks London Array (630 MW), Lincs (270 MW), Teesside (62,1 MW) und Gunfleet Sands 3 (12 MW) fertiggestellt und vollstän­dig in Betrieb genommen, in Dänemark ging der OWP Anholt mit 399,6 MW Gesamt leis tung ans Netz. Darüber hinaus konnten im Juli 2013 die Ar beiten zur Errichtung der letzten WEA im belgischen OWP Thornton Bank III (110,7 MW) abgeschlossen werden.

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jacket foundations are used. During the first project stage, first the piles for the jacket foundations, required for par­ticularly deep sites, are driven into the seabed. For each turbine, 3 piles are anchored in the seabed, on top of which the jackets are to be placed later. The project EnBW Baltic 2 comprises 80 Siemens SWT­3.6­120 turbines with a total capacity of 288 MW, scheduled to be commissioned suc­cessively starting in 2014.

Amrumbank WestIn April 2013 preparations for the construction of OWF Amrumbank West have begun. In order to avoid that the sand around the wind turbine foundations is carried away by currents which would affect the stability of the piles, two layers of special „sand bags“ were placed on the sea bottom as a scour protection. The installation of the mono­piles and the subsequent installation of the wind turbines are scheduled to start in the fall. Until summer 2015 all of the 80 Siemens SWT­3.6­120 wind turbines are planned to be commissioned.

Offshore Wind Energy Development in other European CountriesThe other European coastal countries also reported new record figures of offshore wind energy development for the first six months of 2013. According to the European Wind Energy Association EWEA, 277 wind turbines with a total installed capacity of 1,045 MW were connected to the grid by the middle of the year. By comparison, in 2012 1,166 MW were connected to the grid in the whole year. In the UK the offshore wind farms London Array (630 MW), Lincs (270 MW), Teesside (62.1 MW) and Gunfleet Sands 3 (12 MW) were completed and fully connected to the grid during the first half of 2013, in Denmark the OWF Anholt with a total capacity of 399.6 MW was connected. Furthermore in July 2013 the installation of the last wind turbine in Belgian OWF Thornton Bank III (110.7 MW) could be completed.

Siemens SWT­3.6 with a total installed capacity of 288 MW and is planned to be operational in the fall of 2014. Until then the grid connection SylWin 1 with the converter plat­form SylWin alpha also must be completed and operation­al.

Nordsee OstUntil August 2013 also in the OWF Nordsee Ost half of the 48 jacket foundations could be installed. In July the support structure for the substation, also a jacket foundation, was towed to the designated site at sea and anchored to the sea bottom. The erection of the 48 REpower 6M wind tur­bines is scheduled for spring 2014. Work for the cabling within the OWF Nordsee Ost has commenced and is sched­uled to be completed by mid­2014. After completion the offshore wind farm with a total capacity of 295.2 MW can be connected to the grid, provided that the grid connection HelWin 1 is also operational by then.

Borkum Riffgrund 1Dong Energy, world leader in the development of offshore wind farms, has started in summer 2013 with the construc­tion work for Borkum Riffgrund 1, the first project of the Danish energy company off the German coast. In August 2013 the substation with foundation and „topside“ were shipped from the Danish port of Aalborg to the construc­tion site off the North Sea coast of East Frisia, where the jacket foundation was anchored in the seabed and the top­side was installed. In the OWF Borkum Riffgrund 77 Siemens SWT­3.6­120 wind turbines with a total capacity of 277.2 MW are to be erected and commissioned in 2014. The project will be connected to the grid via DolWin 1 which is scheduled to be operational in 2014.

EnBW Baltic 2In mid­August, construction work for the Baltic Sea OWF EnBW Baltic 2 started with the installation of the first foun­dations. In this project monopiles as well as three­legged

Impressum: DEWI-Magazin. Windenergie - Wind Energy - Énergie Éolienne - Energia Eólica - Energía Eólica, 22. Jahrgang 2013, ISSN 0946-1787

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