Energiewende in der Antarktis

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Bachmann Electronic GmbH, Office Bochum Frank Fladerer

Vertikal statt horizontal

Die neue Windkraftanlage ist ein sogenannter H-Windgenerator mit vertikal stehender Rotationsachse. Ihr besonderer Vorteil: Als H-Windgenerator kann die Anlage den Wind aus allen Richtungen effektiv nutzen, ohne dass das Rotorblatt verstellt oder die Gondel nachgeführt werden muss. Der Rotordurchmesser beträgt 10 m. Strom wird bei schwachem Windlagen von 2 m/s bis zu stürmischen Windgeschwindigkeiten von 25 m/s erzeugt. Schon diese erste Anlage spart nach Berechnungen das Alfred-Wegener-Instituts bereits 11 300 l Diesel pro Jahr ein.

Wie bei der Forschungsstation ist der jährliche Schneezutrag auch bei der Windenergie eine enorme Herausforderung. Die Krankapazitäten sind begrenzt und die Klimabedingungen sind rau. Daher musste die Windkraftanlage ein geringes Gewicht und gleichzeitig einen robusten Aufbau besitzen sowie obendrein verstellbar sein.

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Dipl.-Ing. Peter Köhler wachte als Expeditionsleiter in der letzten Sommersaison über die Neumayer-Station III.(Bild: AWI)

An manchen Stellen sieht die Antarktis ganz normal aus: Die elektrische Unterverteilung für die Windkraftanlagen und den Batteriespeicher könnte überall auf der Welt stehen.(Bild: Bachmann electronic)

Die Neumayer-Station III liegt am Rande des arktischen Festlands und ist auf 250 Meter dickem schwimmendem Eis erbaut. Trotz der unwirtlichen Umgebung soll der Anteil regenerativer Energie an der Energiebilanz der Station durch die verstärkte Nutzung von Wind- und Sonnenenergie sowie Erdwärme deutlich erhöht werden.(Bild: AWI / Bachmann electronic / Adobe Stock)

Bislang bildeten drei dieselbetriebene Blockheizkraftwerte das Rückgrat der Energieversorgung.(Bild: AWI)

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Gelöst wurde die Herausforderung des Schneezutrags durch ein sternförmiges Fundament, das im Schnee gegründet ist. Die Anlage wiegt mit einem Gesamtgewicht von rund 8 t so wenig, dass sie von einem Raupendrehkran jährlich um den Schneezutrag angehoben werden kann. Das Fundament versinkt dabei mit jeder Erhöhung tiefer im Firnschnee. Um das auszugleichen, werden standardisierte Erhöhungselemente zwischen dem konisch zulaufenden Turmelement und dem Fundamentstern eingesetzt.

Zwei weitere Windanlagen gleicher Bauart sind bereits fest eingeplant. Zusätzlich könnten später dann optional noch einmal zwei Anlagen errichtet werden, so dass fünf Windkraftanlagen eine Leistung von jeweils 50 kW bereitstellen würden.

Messdaten dienen für Folgeanlagen

Grundlage für die Konstruktion der noch folgenden Anlagen sind die gesammelten Daten eines von Bachmann entwickelten, hergestellten und gelieferten Strukturüberwachungssystems (SHM; Structural Health Monitoring).

Dieses sammelt am Turm der neuen Windkraftanlage der Neumayer-Station III systematisch Messdaten zu Eigenfrequenz, Neigung und Beschleunigungs-Effektivwerten. «Wir werten das als ersten Erfolg», sagt Peter Köhler über die bisherigen Erfahrungen, die allen Beteiligten laufend neue Erkenntnisse bringen.

Die rauen Umgebungsbedingungen und extremen Temperaturanforderungen erfordern besonderes robuste Hardware und Sensorik. 2D-MEMS-Beschleunigungssensoren von Bachmann sammeln unter den schroffen Bedingungen der Antarktis die Messdaten für die Überwachung der Windanlage. Die im Aussenbereich installierte Bachmann-Messtechnik ist für einen dauerhaften Betrieb bei Temperaturen von –30 °C bis +60 °C ausgelegt und erträgt Temperaturspitzen von –40 °C bis +70 °C.

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Stand: 08.12.2025

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