Case Study: Fortum Windmessprojekt in Lappland in der Nähe des Polarkreises
Windmessprojekt in der Nähe des Polarkreises
Mit 130 installierten Windenergieanlagen (Mai 2011) verfügt Finnland über eine Windenergiekapazität von 197 MW. Die Windenergieproduktion betrug im Jahr 2010 ca. 292 GWh, das entspricht 0,3% des finnischen Energieverbrauchs. Zum Vergleich: Deuschland, eines der führende Windenergieländer, verfügte im Jahr 2010 mit 21.607 installierten Windturbinen über eine Windenergiekapazität von 27,2 GW. Das entspricht 6,2% des deutschen Energieverbrauchs.
Derzeit besteht der finnische Energiemix vor allem aus Wasser-, Kern-und Wärmekraft.
- Wärmekraft 33,3 TWh
- Kernenergie 22,5 TWh
- Wasserkraft 12,6 TWh
- Windenergie 0,2 TWh
In den vergangen Jahren hat die finnische Regierung Investitionen in Windenergieanlagen nicht besonders gefördert, so gab es keine Einspeisetarife, Prämien, Ökozertifikate oder Ausschreibungsverfahren. Zu Beginn des Jahres 2011 hat Finnland schießlich Einspeisetarife und andere Fördermaßnahmen für Windenergie und Biomasse eingeführt.
Trotz der jüngsten Bemühungen musste das Ziel, den Anteil der erneuerbaren Energien von 28,5% im Jahr 2005 auf 35% im Jahr 2020 zu erhöhen, auf 31,5% revidiert werden. Laut dem "Renewable Global Status Report" wird Finnland den Anteil der erneuerbaren Energien in 13 Jahren lediglich um 2% erhöhen können. Damit reiht sich Finnland ganz weit hinten in Europa ein.
Umfragen habe jedoch gezeigt, dass Windenergie the beliebteste Energiequelle in der finnischen Bevölkerung ist. Im September 2007 befürworteten 90% der Finnen Investitionen in Windenergieanlagen.
Das Projekt
Im Jahr 2010 hat Fortum, einer der drei größten Energieerzeuger Finnlands, eine Windmesskampagne beauftragt. Fortum ist ein NASDAQ OMX Helsinki gelistetes Unternehmen, dessen Kerngeschäft Erzeugung, Verteilung und Verkauf von Elektrizität und Wärme ist. Ein erster Messmast wurde für Lappland geplant.
Meventus, ein skandinavises Serviceunternehmen, das auf Windmesskampagnen spezialisiert ist, erhielt den Auftrag für das Lappland-Projekt. Seit circa zwei Jahren ist Meventus Teil des weltweiten Ammonit Partnernetzwerkes. Für die Masterrichtung arbeitet Meventus eng mit dem Beratungs- und Serviceunternehmen Windhunter zusammen. Windhunter ist spezialisiert auf die Errichtung von Windmessmasten und ist bereits seit dem Jahr 2003 Partner von Ammonit.
Der Messmast
Der Messmast wurde in der Nähe von Rovaniemi in der Region Kuolavaara-Keulakkopää unweit des Polarkreises aufgestellt. Die Gegend ist weitläufig und nahezu unbewohnt. Durch die klimatischen Bedingungen mit Eis und Schnee ergeben sich besondere Herausforderungen an die verwendeten Materialien. Windhunter installierte den Mast einschließlich aller Sensoren ohne den Einsatz von Kränen oder schweren Maschinen. Ein Team aus Industriekletterern baute den Mast. Jedes Mastsegment wurde mit Hilfe eines Seilzuges an die richtige Stelle befördert.
Aufgrund der arktischen Bedingungen mit Höchstwindgeschwindigkeiten von bis zu 40 m/s sowie kalten und schneereichen Wintern, besteht der 92m-Gittermast aus besonders robustem Material. In den Wintermonaten kann es vorkommen, dass bis zu 20cm Schnee und Eis auf den Verankerungskabeln liegen. Darüber hinaus lieferte Ammonit spezielle kälteresistente Kabel und berechnete ein Heizungssystem, damit nicht nur die Sensoren, sonderen auch die Mastausleger frei von Schnee und Eis bleiben. Diese speziellen Heizdrähte sind um jeden Ausleger gewickelt.
Die Sensoren
Der Messmast ist mit den für eine Windmessung notwendigen Standardsensoren ausgerüstet, darunter Anemometer, Windfahnen, Barometer sowie Temperatur- und Feuchte-Sensor. Windgeschwindigkeit und Windrichtung werden auf drei Ebenen gemessen: high, middle und low. Werte für Luftdruck, Feuchtigkeit und Temperatur werden auf zwei Ebenen genommen: top und low. Um ein möglichs detailliertes Bild der meteorologischen Verhältnisse zu erhalten, installierte Windhunter zusätzlich vier beheizte Ultraschall-Anemometer auf top, high, middle und low Level. Mit diesen Ultraschall-Sensoren werden Windgeschwindigkeit und Windrichtung parallel gemessen.
Hervorzuheben ist auch ein Eissensor, der anzeigt, wenn Vereisungsgefahr besteht. Letzendlich befinden sich mit 15 Sensoren mehr Instrumente auf dem Messmast, als für eine Standardmessung (6 - 10 Sensoren) notwendig sind. Alle elektrischen Komponenten einschließlich der Sensoren, Heizungssystem und der Hindernissbeleuchtung wurden von Ammonit geliefert.
Bei der Anzahl der eingesetzten Sensoren war es notwendigt, zwei Ammonit Meteo-32X Datenlogger zu installieren, um die Messdaten aufzuzeichnen und Statistiken zu berechnen. Ammonit
Stromversorgung
Betrachtet man die eingesetzten Heizdrähte sowie die Anzahl der Sensoren, insbesondere die beheizten Ultraschall-Anemometer und die Sensorheizungssysteme, benötigt das Fortum-Projekt wesentlich mit Strom als ein Standardmesssystem. Um den Messmast mit der nötigen Energie zu versorgen, musste dieser an die Netzversorgung angeschlossen werden. Dafür verlegte Fortum eine 2,5km-Mittelspannungsstromleitung und baute eine Zufahrtsstraße zum Messmast.
Fazit
Das gesamte Fortum-Projekt war aufgrund der Komplexität und der klimatischen Bedingungen für alle beteiligten Partner eine Herausforderung. Um das Projekt zum Erfolg zu führen, arbeiteten alle Partner Hand in Hand und verlässlich zusammen.
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