Korrosionsschutz mit Zink als Schlüsseltechnologie für Offshore-Windenergie

Zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme erlauben den nahezu wartungsfreien Betrieb von Offshore-Windkraftanlagen über 20 bis 25 Jahre / Bildquelle: filigor – Fotolia.com

Die Gewinnung von Energie in Offshore-Windkraftanlagen ist fester Bestandteil der Energiewende. Prognosen gehen derzeit von 3 GW installierter Leistung bis Ende 2015 aus, bis 2020 sollen es 6,3 GW sein. Doch bei geringeren Förderungen durch die öffentliche Hand ab 2018 ist ein weiterer Ausbau nur durch sinkende Bau- und Betriebskosten zu gewährleisten. Betriebskosten sind dann gering, wenn Wartungs- und Reparaturaufwand minimal sind. Hier kommt Zink künftig eine Schlüsselrolle zu, denn zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme erlauben den nahezu wartungsfreien Betrieb von Offshore-Windkraftanlagen über 20 bis 25 Jahre. Auf der WINDFORCE 2014, die vom 17. bis zum 19. Juni in Bremen stattfand, stellte die Zinkindustrie dem Fachpublikum ihre Korrosionsschutzsysteme vor.

Einer der 14 Vortragsblöcke war komplett dem Korrosionsschutz gewidmet. In seinem Übersichtsbeitrag ging Dr. Frank Goodwin, Leiter der technischen Marktentwicklung der International Zinc Association (IZA) auf die unterschiedlichen Korrosionsschutzsysteme ein, deren Basis Zink ist. Detailliert wurde auch das Softwareprogramm Corr-Wind vorgestellt, das die IZA im vergangenen Jahr entwickelt hat. Darin werden die Bau- und Betriebskosten von Windkraftanlagen mit einem Korrosionsschutz der Turmsegmente durch thermisches Spritzen von Zink in Verbindung mit einer organischen Beschichtung mit den Kosten, die im Laufe der Zeit bei einer organischen Beschichtung ohne schützende Zinkschicht darunter anfallen, vergleichbar gemacht. Kosteneinsparungen von etwa 1 Cent pro Kilowattstunde für jede Kilowattstunde Strom, die über die Lebensdauer einer Turbine erzeugt wird, können dabei durch Spritzverzinken der Turmsegmente erzielt werden. Kosteneinsparungen durch den wartungsfreien Korrosionsschutz mit Zink über eine längere Lebensdauer sind auch aus anderen Bereichen bekannt – beispielsweise durch den Einsatz feuerverzinkten Stahls.

Weitere Vorträge widmeten sich speziellen Themen des Korrosionsschutzes mit Zinkspritzschichten, wie zum Beispiel dem Schutz hochfester, großer Verbindungssysteme, die im öffentlich geförderten Projekt CorProtect untersucht werden. Insgesamt erlaubten die Präsentationen dieses Vortragsblocks die Schlussfolgerung, dass zinkbasierte Korrosionsschutzsysteme zur Verfügung stehen, mit denen die geforderte Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren für Windkraftanlagen im Offshore-Bereich gewährleistet werden kann. In der begleitenden internationalen Industrieausstellung informierten 150 Aussteller über ihre Produkte und Leistungen. Über regen Zuspruch freute sich am Gemeinschaftsstand der IZA, ihrer Mitgliedsunternehmen Grillo Werke AG und Metallisation Ltd. sowie der Initiative Metalle Pro Klima Dr. Frank Goodwin.

Stahl ist sozusagen das Rückgrat jedes Windrads: Monopile-, Tripod- und Jacket-Gründungsstrukturen aus Stahl mit Tiefen von üblicherweise 20 bis 30 Metern tragen eine große Bandbreite von Turmanlagen, auf denen wiederum die Turbinen angebracht sind. Die salzhaltige, feuchte Seeluft verursacht ein hochkorrosives Klima. Nur wenige Werkstoffe halten diesem über einen längeren Zeitraum stand. Um eine Windkraftanlage wirtschaftlich zu betreiben, geht man jedoch von einer Mindestlebensdauer von 20 Jahren aus. Eine zusätzliche Herausforderung stellen die hohen mechanischen Belastungen dar, denen die Stahlkonstruktion ausgesetzt ist: Die Turbinen werden nicht nur leistungsfähiger, sondern auch größer und schwerer. Gleichzeitig nimmt die Fläche der Rotorblätter zu. Die Biegekräfte, die an modernen Windkrafttürmen herrschen, sind enorm. Umso wichtiger ist es, dass der gewählte Korrosionsschutz unter widrigsten Bedingungen die Funktionalität des Stahls erhält.

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