Präzise Windvorhersagen ermöglichen eine bessere Anlagensteuerung. Mit Hilfe von Satellitendaten und Lidar-Messungen können präzisere Windvorhersagen gemacht werden. ©Bild: Dlr

Die beiden 4.2-MW-Windenergieanlagen haben einen Rotordurchmesser von 115 m und eine Blattspitzenhöhe von 150 m. Aus Forschungszwecken sind sie bewusst in Hauptwindrichtung hintereinander angeordnet. ©Bild: Dlr

An der Elbe entsteht der Forschungspark Windenergie des Dlr. Die meteorologischen Messmasten werden bis zu 150 Meter hoch sein und die gesamte Anlage wird mit umfangreicher Sensorik ausgestattet. ©Bild: Dlr

Forschungspark Windenergie Krummendeich: Dlr startet Kooperation mit Enercon

(PM) Für den Aufbau des Forschungsparks Windenergie Krummendeich arbeitet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Dlr) mit der Firma Enercon zusammen. Das Unternehmen ist deutscher Hersteller von Windenergieanlagen mit Sitz im ostfriesischen Aurich. Es wird im Rahmen des Aufbaus der Infrastruktur die ersten beiden Windenergieanlagen des Forschungsparks liefern. Es folgen der Aufbau, die Integration und Abnahme der Anlagen.


Im zweiten Halbjahr 2022 sollen der Probebetrieb und die erste Einspeisung von Strom beginnen. Gleichzeitig erweitert das Dlr gemeinsam mit der Enercon-Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Wobben Research and Development (Wrd) sowie dem Zentrum für Windenergieforschung (For Wind) die Windenergieanlagen um die speziell für die Forschung benötigten Komponenten. Dazu zählen über 2000 Sensoren und Messgeräte.


Forschen im Originalmassstab für Innovationen in der Windenergie
Die beiden Windenergieanlagen verfügen über eine Leistung von jeweils 4.2 Megawatt. Sie haben einen Rotordurchmesser von 115 Metern und eine Blattspitzenhöhe von 150 Metern. Im Gegensatz zu kommerziellen Windparks sind sie bewusst in Hauptwindrichtung hintereinander angeordnet. Die Forschenden können so spezielle Effekte untersuchen, zum Beispiel wie sich die Strömung der einen Windenergieanlage auf die Effizienz, Schallemission und mechanische Belastung der anderen auswirkt. Dafür werden die Anlagen mit einer Vielzahl an wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Zudem erfassen meteorologische Messmasten und Lidar-Geräte – mit Hilfe von Laser-Technologie – die Windsituation im Feld mit einem einzigartigen Detailgrad. Auch die Regelungstechnik wird speziell für den Experimentalbetrieb angepasst: Das ermöglicht den sicheren und flexiblen Betrieb der Anlagen im Forschungspark. Gleichzeitig können so Methoden der Betriebs- und Regelungstechnik systematisch untersucht werden.

Industrie und Wissenschaft forschen gemeinsam
„Mit dieser einmaligen Infrastruktur forschen wir im Originalmassstab in der realen Umgebung anstatt im Labor – und dies gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie. So schaffen wir unmittelbaren Wissenstransfer in die Wirtschaft. Gemeinsam können wir die Windenergie noch effizienter und günstiger machen. Die stetige Verbesserung der Technologie und ihrer Wirtschaftlichkeit ist wichtig, weil sie ein unverzichtbarer Bestandteil der Energiewende ist“, erläutert Prof. Ing. Karsten Lemmer, Dlr-Vorstand für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen.

Vom Luftmolekül bis zum Elektron im Stromnetz
Ziel des Forschungsparks Windenergie ist es, Arbeiten zu vielen wissenschaftlichen und technologischen Fragen möglich zu machen – umfassend, langfristig und qualitativ hochwertig. Die Betriebszeit ist zunächst auf zwanzig Jahre ausgelegt. Das Themenspektrum deckt die ganze Prozesskette ab. Es reicht von der ganzheitlichen Anlagenplanung, über zukunftsweisende Rotorkonzepte, die Anlagentechnik und Betriebsführung bis hin zu den Umweltauswirkungen und der Akzeptanzforschung sowie der Netzanbindung von Windkraftanlagen.

Expertise von Enercon: Von der Blattspitze zum Fundament
Der Einsatz von Serienanlagen für die Forschung im Windpark stellt besondere Anforderungen vor allem an die Anlagentechnologie. Die Firma Enercon hat deshalb die technische Ausstattung für diesen Einsatzzweck optimiert: So können die Forschenden die Windenergieanlagen bereits während der Produktion mit verschiedensten Messfühlern ausrüsten. Hervorzuheben ist auch die Öffnung der Steuersoftware. Dies ermöglicht es den Partnern, gemeinsam neue, sichere und richtungsweisende Konzepte zu entwickeln, um die Anlagen zu regeln.

Zum Aufbau des Forschungsparks Windenergie Krummendeich
Zusätzlich zu den beiden oben beschriebenen Anlagen wird eine weitere, etwas kleinere Windenergieanlage hinzukommen. Sie ist modular aufgebaut. Bei ihr sollen sich je nach wissenschaftlicher Fragestellung die Komponenten austauschen, umbauen und optimieren lassen. Zwischen den drei Windenergieanlagen befinden sich insgesamt fünf Messmasten. Diese sind mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet. Diese spezielle Konstellation aus Windturbinen, Masten und Messinstrumenten macht den Forschungspark so besonders. Alle Daten dieser Sensoren werden in der Leitwarte gesammelt, verarbeitet und den jeweiligen Forschungsvorhaben zur Verfügung gestellt.

Viele wissenschaftliche Disziplinen vereint für ein Ziel
In den Aufbau des Forschungsparks Windenergie bringen sieben Institute und Einrichtungen des Dlr ihr Know-how ein. Beteiligt ist zudem das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (Iwes) sowie 11 Mitgliedsinstitute vom Zentrum für Windenergieforschung (For Wind). Der Forschungsverbund Windenergie (Fvwe) fasst diese Aktivitäten im Bereich der Windenergieforschung zusammen. Der Verbund deckt die gesamte Brandbreite an Themen ab und gehört mit mehr als 600 Forschenden zu den weltweit grössten Zusammenschlüssen im Bereich der Windenergieforschung.

Text: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Dlr)

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