Windenergie
Neues Forschungstestfeld für Windenergieanlagen WINSENT eröffnet
Windenergieanlagen müssen in bergig-komplexem Gelände genauso gut funktionieren wie im Flachland. Wie sich an solchen Standorten die beste Leistung erreichen lässt, können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im heute eröffneten Forschungstestfeld WINSENT untersuchen.
Zwei Forschungsanlagen mit einer Nennleistung von jeweils 750 Kilowatt und einer Gesamthöhe von rund 100 Metern bilden zusammen mit vier ebenfalls 100 Meter hohen Messmasten den gut sichtbaren Teil des Testfelds in Baden-Württemberg. Sowohl die Anlagen als auch die Messmasten sind mit zahlreichen Messsensoren ausgestattet. Zusätzlich gibt es weitere Messtechnik im Feld. Aber nicht nur der sichtbare Teil ist kostbar: Neben der realen gibt es auch eine virtuelle Umgebung des Forschungstestfelds, die das Wissenschaftsteam innerhalb des gleichnamigen Forschungsprojekts WINSENT entwickelt und aufgebaut hat. Mit dieser Ausstattung in komplexem Gelände ist die Einrichtung weltweit einzigartig. „Wir können hier sämtliche denkbaren Fragestellungen untersuchen, die für die Windenergiebranche und den weiteren Ausbau wichtig sind. Wie sollte eine Anlage in komplexem Gelände konstruiert sein und welche weiteren Entwicklungsmöglichkeiten an der bisherigen Anlagetechnik gibt es? Wie können wir durch technische Lösungen sowohl die Akzeptanz als auch den Ertrag steigern? “, erklärt Andreas Rettenmeier vom Zentrum für Sonnenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), der das Förderprojekt koordiniert.
© ZSW/David Arzt | Beide Anlagen des Windenergieforschungstestfelds WINSENT
© ZSW/David Arzt | Blick auf das gesamte Windenergieforschungstestfeld WINSENT
© Franciska Klein, PtJ | Ultraschallanemometer an einem Windmessmast
© Franciska Klein, PtJ | Schatten einer Forschungswindenergieanlage vor einem Windmessmast
© Franciska Klein, PtJ | Feierliche Eröffnung des Forschungstestfelds
© Franciska Klein, PtJ | Zusätzliche Messtechnik im freien Feld
Die Forschenden haben jederzeit Zugriff auf die komplette Steuerungstechnik und die Konstruktionsdaten der Anlagen – damit können sie die Abläufe analysieren und steuern. Auf virtueller Seite existieren numerische Modelle und digitale Zwillinge der Anlagen. Damit lassen sich die Ergebnisse auch auf größere Anlagen hochskalieren. Die virtuelle Umgebung kann die Strömungsverhältnisse genau abbilden, bis hin zur Ebene der Windströmung um die einzelnen Rotorblätter. Damit können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Technologien und Regelungsstrategien erproben und validieren. Die realen Messdaten sind wiederum unerlässlich, um die entsprechende Simulationssoftware zu optimieren und zu verifizieren. Ziele sind: den Ertrag von Windenergieanlagen in komplexem Gelände zu steigern, deren mechanische Belastung zu reduzieren sowie die Anlagen leiser und langlebiger zu bauen.
Internationale Forschungsplattform für Institute und Unternehmen
Innerhalb des Förderprojekts WINSENT hat das ZSW zusammen mit mehreren Partnerinnen und Partnern aus dem süddeutschen Forschungscluster WindForS an der Entwicklung und dem Aufbau des Testfelds gearbeitet. Zukünftig wird das ZSW das gemeinsam genutzte Testfeld betreiben: Dazu gehören die Betriebsführung der Forschungswindenergieanlagen sowie der Betrieb der meteorologischen Masten und der Freifeldtechnik. Es sollen auch gemeinsame Vorhaben von Industrie und Wissenschaft stattfinden. Neben WindForS sollen damit Hersteller, Zulieferer und weitere im Windenergiesektor tätige Firmen von dem Testfeld profitieren. Dabei soll es sich als internationale Forschungsplattform etablieren. Im Sinne von Open Data, also frei zugänglicher Information für die Wissenschaftscommunity, legen die Forschenden zudem Teile der Daten in einem Archiv ab, auf das auch weitere Forschungsinstitute und Unternehmen zugreifen können. (mb)
