Presse

Windmesse (07. März 2023): DLR setzt 2023 Forschungsimpulse für die nachhaltige Gesellschaft der Zukunft

IWR Digitale Medien (07. Oktober 2022): DLR testet Hightech-Rotorblätter für Forschungswindpark erfolgreich

VDI Fachmedien (02. September 2022): Sensoren als „Nervensystem“ von Rotorblättern

Welt (07. Juni 2022): Biegsame Riesen-Rotorblätter

Erneuerbare Energien (07. Juni 2022): 1.500 Sensoren für das Rotorenblatt der Zukunft

HNA (06. Juni 2022): Göttinger DLR-Forscher arbeiten an Windkraftanlagen der Zukunft

Windkraft-Journal (31. Mai 2022): 1.500 Sensoren für das Rotorenblatt der Zukunft

Hamburger Abendblatt (07. Januar 2022): Millionen Projekt - So sieht der Windpark der Zukunft aus

Kreiszeitung Wochenblatt (28. November 2021): Einzigartige Anlage für Forschung in Krummendeich

EE-News (22. November 2021): Forschungspark Windenergie Krummendeich: DLR startet Kooperation mit Enercon

Erneuerbare Energien (19. November 2021): Forschungswindpark soll Erkenntnisse zu Abschattung bringen

Windkraft-Journal (18. November 2021): ENERCON und DLR starten Forschungs-Windpark Kooperation

Süddeutsche Zeitung (24. Juni 2021): Energie - Krummendeich - Baustart für Forschungswindpark im Kreis Stade

n-tv (24. Juni 2021): Niedersachsen & Bremen: Baustart für Forschungswindpark im Kreis Stade

Hamburger Abendblatt (24. Juni 2021): Baustart für Forschungswindpark im Kreis Stade

t-online (24. Juni 2021): Baustart für Forschungswindpark im Kreis Stade

Stader Tageblatt (24. Juni 2021): Bauarbeiten für Forschungswindpark in Krummendeich haben begonnen

Stader Tageblatt (24. Juni 2021): Bauarbeiten beginnen für Testwindpark

Nordwest-Zeitung (30. Juni 2021): Wie Windräder leiser, effizienter und billiger werden

Neue Deister-Zeitung (24. Juni 2021): Baustart für Forschungswindpark im Kreis Stade

Windkraft-Journal (24. Juni 2021): DLR gibt den Start der Bauarbeiten für einen Forschungswindpark bekannt

Windmesse (24. Juni 2021) DLR: Baustart für Forschungswindpark Krummendeich

Land und Forst (24. Juni 2021): Stade: Bauarbeiten für Forschungspark Windenergie starten

Solarserver (24. Juni 2021): Forschungspark Windenergie Krummendeich vom DLR

energiefirmen.de (24. Juni 2021): Windenergieforschung: Baustart für DLR-Forschungs-Windpark

Credit: iStock

2023 sind deutliche Forschungsimpulse für die Entwicklung nachhaltiger Technologien und deren schnellem Transfer in die Anwendung geplant. Auf der Jahrespressekonferenz 2023 im Humboldt Carré Berlin stellt das DLR ausgewählte Themen und Schwerpunkte vor, die das Jahr prägen werden. Hier geht es zum Video, WiValdi wird ab Minute 39:30 erwähnt.

Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Bei diesen grundlegenden Untersuchungen konnte das Team des DLR-Instituts für Aeroelastik sowie für Faserverbundleichtbau und Adaptronik mit Unterstützung des IWES wichtige Eigenschaften der Rotorblätter bestimmen und einen weltweit einmaligen Datenschatz gewinnen. Die Daten ermöglichen sehr genaue Aussagen zum Verhalten der Blätter und tragen dazu bei, Simulationen zu bestätigen und weiterzuentwickeln. Außerdem können die Forschenden so einen „digitalen Zwilling“ der Rotorblätter aufbauen. Dieser hilft Forschung und Industrie dabei, neue Standards zu entwickeln und die Blatt-Fertigung zu verbessern. „Mit diesen Tests haben wir den Grundbaustein gelegt, um später mit den Rotorblättern vor Ort in Krummendeich forschen zu können“, beschreibt Dr.-Ing. Yves Govers vom DLR-Institut für Aeroelastik und Leiter des Arbeitspakets zur Instrumentierung der Rotorblätter.

Im Fokus: Biege- und Schwingungsverhalten

Für die Versuche hängte das Test-Team die je rund 20 Tonnen schweren und 57 Meter langen Rotorblätter nacheinander mit Gummiseilen an einen Kran. Dafür kamen am vorderen und hinteren Ende der Blätter jeweils 500 Seile zum Einsatz, wie man sie vom Bungee-Jumping kennt. Dann wurden die Blätter mit einem speziellen Rüttelgerät oder mit Hammerschlägen in Schwingung versetzt. Durch diese spezielle Aufhängung konnten die Forschenden die natürliche Schwingung des Blattes ohne den Einfluss von Umweltbedingungen bestimmen.

Gleichzeitig nutzten sie den Versuch, um die bereits während der Produktion an und in den Blättern verbauten rund 1.500 Sensoren einzurichten und zu testen. Zusätzlich brachten sie speziell für diese Versuche viele weitere Messpunkte und Sensoren über die komplette Länge der Blätter an und maßen sie ein. „Beim Anbringen, Dokumentieren und Prüfen muss man sehr sorgfältig vorgehen, sonst sind die Messungen nachher nicht korrekt. Entsprechend waren wir bei sechs Blättern eine Weile beschäftigt und brauchten im Schnitt drei Tage pro Rotorblatt für Aufbau, Test und Abbau“, schildert DLR-Forscher Govers. Bei einer zweiten Art von Test montierten die Forschenden eines der baugleichen Blätter an einen Prüfstand und zogen an ihm, um so Statik, Deformation und innere Belastung zu testen.

Längere und leichtere Rotorblätter: technologische Herausforderung für mehr Effizienz

Bei modernen Windenergieanlagen werden die Blätter immer länger und gleichzeitig dank neuartiger Werkstoffe immer leichter. So können die Anlagen effizienter betrieben und auch Standorte genutzt werden, die weniger windintensiv sind. Damit sind jedoch auch neue technische Herausforderungen verbunden: „Die Blätter stehen niemals wirklich still, sondern sind immer in Schwingung – ob durch Luftbewegungen oder selbst durch kleinste Vibrationen im Untergrund, die sogenannte Mikroseismik.“

„Für einen effizienten, leisen und sicheren Betrieb muss man deshalb das Verformungsverhalten der Rotorblätter gut kennen. Ein Blatt biegt sich durch, verdreht sich dabei aber auch. Besonders der Grad dieser Verdrehung ist wichtig, um die Effizienz zu steigern“, erklärt Yves Govers. „Wir schauen uns aber auch die Belastung der Rotorblätter an. Dazu haben wir über mehrere Blattabschnitte spezielle Sensoren integriert. So können wir über die ganze Länge des Blattes die Belastung aufgrund der Anströmung im Betrieb auswerten. Weitere Sensoren dienen der Früherkennung von Schäden. Mit dieser umfassenden Instrumentierung erhoffen wir uns ganz neue Erkenntnisse über die Blattverformung und Blattbelastung.“

Bereits jetzt melden sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus ganz Europa beim DLR-Team und zeigen Interesse an dessen Arbeit. „Ich kenne nichts Vergleichbares“, bilanziert Yves Govers. „Die Anlage ist wahrscheinlich die weltweit am umfassendsten mit Sensoren ausgestattete Windenergieanlage und wird auf Jahre ihresgleichen suchen.“ Die sechs Hightech-Rotorblätter machen sich im Herbst 2022 auf den Weg in den Forschungspark Windenergie des DLR nach Krummendeich und werden dort dann montiert.

Einen Einblick in diese Forschungsarbeiten und den Aufbau des DLR-Forschungsparks Windenergie WiValdi gibt das DLR auf der Messe WindEnergy Hamburg vom 27. bis 30. September 2022 in Halle B6 Stand 464.

Die Pressemitteilung auf der Seite des DLR.

Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Einmalig: Wissenschaft im Realmaßstab im Forschungspark Windenergie

Der im Aufbau befindliche Forschungspark Windenergie WiValdi (Wind Validation) des DLR in Krummendeich bietet dazu eine einmalige Gelegenheit: Über mehrere Wochen im März und April 2022 haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der beiden DLR-Institute für Aeroelastik sowie für Faserverbundleichtbau und Adaptronik mit der zum Zentrum für Windenergieforschung ForWind gehörenden Leibniz Universität Hannover die Produktion von sechs Rotorblättern für die beiden Windenergieanlagen des Forschungsparks begleitet: Im portugiesischen Werk des Industriepartners Enercon rüstete das 30-köpfige Team die Rotorblätter mit rund 1.500 Sensoren aus. Von der Blattspitze bis zur Blattwurzel steht nun modernste Messtechnik bereit. Diese ermöglicht es erstmals, das Schwingungs- und Belastungsverhalten sowie die Aerodynamik und Statik einer Windenergieanlage im Realmaßstab und Praxisbetrieb umfassend wissenschaftlich zu untersuchen.

Informationen sammeln: Sensoren als „Nervensystem“ der Rotorblätter

„Wenn man große und leichte Blätter hat, werden diese sehr elastisch und flexibel. Sie biegen sich unter Windlast durch. Damit sind neue technische Herausforderungen verbunden, die man sich genau anschauen muss“, erklärt Dr.-Ing. Yves Govers vom DLR-Institut für Aeroelastik und Leiter des Arbeitspakets zur Instrumentierung. Die Rotorblätter der beiden Windenergieanlagen des Forschungsparks sind 57 Meter lang und können sich mehrere Meter durchbiegen.

„Die Sensoren kann man sich wie das menschliche Nervensystem vorstellen. Sie sammeln Informationen, überwachen und geben Hinweise, wo ein Problem auftauchen könnte“, veranschaulicht DLR-Forscher Govers. Im Inneren der Rotorblätter sind elektrische und optische Sensoren verbaut. Sie messen zum Beispiel die Beschleunigung an unterschiedlichen Stellen der Blätter und ermöglichen so Aussagen über das Schwingungsverhalten. Faseroptische Dehnungssensoren, die mit Lasertechnologie arbeiten, zeichnen die Belastungen auf, die auf das Material wirken. Ein Netzwerk aus piezoelektrischen Wandlern empfängt und sendet Ultraschallsignale und kann entstehende Schäden im Rotorblatt direkt erkennen. Weitere Kameras im Umfeld der Windenergieanlagen schauen sich die Rotorblätter von außen an. Als Referenz für deren Messungen ist auf mehreren Abschnitten der Blätter ein Muster aus Punkten lackiert.

Schwingungen, Materialbelastung, Stabilität: umfassende Daten für bessere Simulation und Konstruktion

Werden die Blätter immer länger und die Anlagen dadurch größer, entstehen neue Effekte: Zum Beispiel können sich Schwingungen der Rotorblätter gegenseitig verstärken und die Stabilität der Anlage beeinflussen. „Das Schwingungsverhalten und damit auch die Materialbelastung konnten im Betrieb bisher kaum erfasst werden. Hier werden wir mit unserer umfassenden Sensorik wertvolle Daten sammeln und die Simulationen weiter verbessern können. Dieses Wissen hilft Forschung und Industrie dabei, genauere Vorhersagen zu treffen sowie noch leichter und stabiler zu bauen“, beschreibt Govers. Schon heute vereinen Rotorblätter Leichtbau mit Stabilität. Sie bestehen aus zwei zusammengeklebten Schalen, die innen weitgehend hohl und mit Stegen verbunden sind. Zum Einsatz kommen Sandwich-Materialien: Sie haben oben und unten eine Decklage aus mit Glasfasern verstärkten Hightech-Kunststoffen, dazwischen befindet sich Kunststoffschaum oder sehr leichtes Balsaholz.

Regelungstechnik: Anlagen optimal steuern für hohe Effizienz und lange Betriebsdauer

Unter Belastung verbiegt sich das Rotorblatt nicht nur, sondern verdreht sich zusätzlich. Die Sensoren im Inneren der Blätter zeichnen auch das auf. Diese Daten können helfen, neue Ansätze für die Regelung von Windenergieanlagen zu entwickeln, um sie effizienter und länger zu betreiben. Das DLR arbeitet dazu an Konzepten für eine lastadaptive Regelung von Anlagen: Kommt eine Böe auf, drehen spezielle Motoren an der Blattwurzel das Rotorblatt aus dem Wind. Sie verkleinern also den Winkel, in dem der Wind auf das Blatt trifft, und verringern die Belastung. In Verbindung mit Sensoren im Umfeld der Windenergieanlagen soll es so möglich werden, sehr kurzfristig und flexibel auf die lokalen Wetterbedingungen vor Ort zu reagieren.

Auch zwei hintereinanderstehende Windenergieanlagen – wie im Forschungspark des DLR – sind eine Herausforderung für die Regelungstechnik. Den Grund erklärt Yves Govers: „Die zweite Anlage steht im Nachlauf der ersten. Das heißt, sie bekommt die verwirbelte Luft der ersten Anlage ab. Deshalb wollen wir herausfinden, wie die zweite Anlage gesteuert werden muss, damit sie trotzdem möglichst viel Strom produziert und materialschonend betrieben werden kann.“ Auch hier setzen die Forschenden auf die große Menge an Daten aus den vielzähligen Sensoren. Die Nachfrage nach solchen neuen Regelungskonzepten ist groß. Denn schon heute stehen in Windparks die teilweise über hundert Anlagen so dicht zusammen, dass sie sich alle gegenseitig beeinflussen.

Auf Biegen und Schwingen – intensive Tests vor dem Praxiseinsatz

Nach ihrer Schiffsreise von Portugal nach Deutschland Mitte Mai 2022 haben die sechs Rotorblätter noch eine weitere Station vor sich. Bevor sie im Forschungspark in Krummendeich montiert werden, machen sie für zwei Monate einen Zwischenstopp in Bremerhaven. Am Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) werden sie intensiven Tests an Prüfständen unterzogen. Dazu hängt das Team die Rotorblätter mit Gummiseilen an einen Kran und versetzt sie in Schwingung. Damit sollen vor allem die vielen Sensoren eingerichtet und getestet werden. Bei einem zweiten großen Test montieren die Forschenden die Blätter an einen Prüfstand und ziehen an ihnen, um so Statik, Deformation und innere Belastung zu testen. Nach Abschluss dieser Versuche ist die Montage der Hightech-Rotorblätter im Herbst 2022 geplant.

Hier finden Sie die Pressemitteilung auf der Seite des DLR.

Credit: Enercon (CC BY-NC-ND 3.0)

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 (ForWind) die Windenergieanlagen um die speziell für die Forschung benötigten Komponenten. Dazu zählen über 2.000 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 – mithilfe 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.

Starke Partner: 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. Dr.-Ing. Karsten Lemmer, DLR-Vorstand für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen.

„ENERCON ist weltweit Wegbereiter der Windenergie und bietet Lösungen für die energietechnischen Herausforderungen von morgen. Deshalb freuen wir uns besonders, Partner des Forschungsparks Windenergie Krummendeich zu sein. Wir liefern zwei hochmoderne Windenergieanlagen als zentrale Komponenten. Wir verstehen unser Engagement als aktiven Beitrag, Windenergieforschung in Deutschland zu fördern. Akzeptanzstiftende und gleichzeitig kostensenkende Innovationen sind ein zentraler Schlüssel für die Fortsetzung des erfolgreichen Onshore-Ausbaus in Deutschland und der Welt. Dabei werden die mit diesem Forschungswindpark erzielbaren Grundlagenerkenntnisse helfen. Sicher stärkt dieser Forschungsverbund auch unsere technologische Spitzenposition als führender Hersteller“, sagt Jörg Scholle, Chief Technology Officer von ENERCON.

Breites Themenspektrum: 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.

Gefördert wird der Aufbau des Forschungswindparks Windenergie Krummendeich durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK).

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 (ForWind). Der Forschungsverbund Windenergie (FVWE) fasst diese Aktivitäten im Bereich der Windenergieforschung zusammen. Der Verbund deckt die gesamte Bandbreite an Themen ab und gehört mit mehr als 600 Forschenden zu den weltweit größten Zusammenschlüssen im Bereich der Windenergieforschung.

Die Projektpartner:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Das DLR ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Wir betreiben Forschung und Entwicklung in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR ist im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zwei DLR Projektträger betreuen Förderprogramme und unterstützen den Wissenstransfer.

Global wandeln sich Klima, Mobilität und Technologie. Das DLR nutzt das Know-how seiner 55 Institute und Einrichtungen, um Lösungen für diese Herausforderungen zu entwickeln. Unsere 10.000 Mitarbeitenden haben eine gemeinsame Mission: Wir erforschen Erde und Weltall und entwickeln Technologien für eine nachhaltige Zukunft. So tragen wir dazu bei, den Wissens- und Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.

Am Forschungspark Windenergie Krummendeich sind die folgenden Institute und Einrichtungen des DLR beteiligt: Institut für Aeroelastik, Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Institut für Antriebstechnik, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Institut für Flugsystemtechnik sowie das Institut Physik der Atmosphäre. Die DLR-Einrichtung für Windenergieexperimente ist Betreiber des Forschungsparks Windenergie Krummendeich.

ENERCON GmbH

ENERCON ist ein führender internationaler Windenergieanlagenhersteller mit Sitz in Aurich/Niedersachsen. Das Unternehmen wurde im Jahr 1984 vom Ingenieur Dr. Aloys Wobben gegründet und zählt zu den Pionieren im Bereich der Erneuerbaren Energien. Bekannt ist das Unternehmen für sein innovatives getriebeloses Antriebskonzept und das umfangreichste Patentportfolio der Branche. Weltweit hat ENERCON bisher über 30.766 Windenergieanlagen (WEA) mit einer Energieerzeugungskapazität von mehr als 54,5 Gigawatt errichtet (Stand Quartal 1/2021).

Eine eigene Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft, hohe Expertise und langjährige Erfahrung entlang der gesamten WEA-Wertschöpfungskette sowie qualifizierte Partner garantieren den anhaltenden Unternehmenserfolg. Sämtliche Schlüsselkomponenten werden von zertifizierten Zulieferern gefertigt. Dies sichert den hohen Qualitätsstandard und die große Zuverlässigkeit von ENERCON Windenergieanlagen. Dazu trägt auch ein kundenorientierter Service bei, der dem Betreiber eine technische Verfügbarkeit der Anlagen von 97 Prozent garantiert. Dieses Gesamtkonzept setzt hohe Standards in Technologie, Qualität und Sicherheit und festigt ENERCONs Position als Wegbereiter der Windenergie und Anbieter von Lösungen für die energietechnischen Herausforderungen von morgen.

ForWind Zentrum für Windenergieforschung

ForWind bündelt die Windenergieforschung im Nordwesten und verbindet 30 Institute und Arbeitsgruppen der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen. Damit bildet ForWind einen bundesweit einmaligen Forschungsverbund und deckt ein breites Spektrum wissenschaftlicher Themen ab. Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Physik und Meteorologie, Informatik und Wirtschaftswissenschaften.

ForWind wurde im Jahr 2003 mit Unterstützung des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur (MWK) gegründet. Die Windenergieforschung an den Universitäten Oldenburg und Hannover ist seitdem in ForWind zusammengefasst. 2009 kam die Universität Bremen als neuer Partner hinzu. Die Gründung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme (IWES) erfolgte in enger Abstimmung mit ForWind. Diese langjährige strategische Partnerschaft im Forschungsverbund Windenergie (FVWE) wurde 2012 um das DLR erweitert. Sie bietet allen Partnern des Verbundes Zugriff auf ein einzigartiges Portfolio an Forschungsinfrastrukturen. Die gemeinsame Konzeption und Nutzung des Forschungswindparks durch die Partner ist eine starke Ergänzung der experimentellen Forschung.

Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Die Bauarbeiten für den Forschungspark sind im Frühjahr 2021 gestartet. Bis Ende des Jahres sollen die Zuwegungen, Aufstellflächen und Fundamente sowie Kabeltrassen für den Stromanschluss an das Umspannwerk des Energieversorgers EWE fertiggestellt sein. Für das erste Halbjahr 2022 sind der Aufbau der Windenergieanlagen, Messmasten und Leitwarte geplant. Im zweiten Halbjahr sollen der Probebetrieb und die erste Einspeisung von Strom erfolgen.

Einmalige Möglichkeit: Forschen im Originalmaßstab

Der Forschungspark besteht aus zwei hochmodernen Windenergieanlagen mit einer Blattspitzenhöhe von rund 150 Metern. Sie stehen hintereinander und sind in der Hauptwindrichtung Westsüdwest ausgerichtet. Der von ihnen produzierte Strom wird ins Netz eingespeist. Eine weitere, etwas kleinere Windenergieanlage ist modular aufgebaut. Bei dieser dritten Anlage 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. Alle Daten dieser Sensoren werden in der Leitwarte gesammelt und verarbeitet. Gleichzeitig sind dort eine Werkstatt, ein Labor und Büroräume untergebracht.

Windkraft als Pfeiler einer nachhaltigen Energie-Zukunft

In Deutschland trägt die Windkraft am meisten zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Ressourcen bei. Auch in Zukunft wird sie eine zentrale Rolle spielen. Denn bei der nachhaltigen Umgestaltung des Energie- und Verkehrssystems wird der Bedarf an Strom aus regenerativen Quellen weiter steigen, zum Beispiel für die Elektromobilität oder die Herstellung von grünem Wasserstoff.

Großes technologisches Potenzial und geringere Stromkosten

„Windkraft hat ein riesiges Potenzial, das wir mit Hilfe des Forschungsparks Windenergie Krummendeich weiter erschließen wollen. In vielen Bereichen ist noch eine deutliche technologische Lernkurve möglich,“ beschreibt Dr. Jan Teßmer. Er leitet die Einrichtung Windenergieexperimente am DLR, die den Aufbau und Betrieb des Forschungsparks verantwortet. „Gleichzeitig sind die Kosten für Windstrom in den letzten Jahren stark gesunken. An diese Entwicklung wollen wir mit unserer Forschung anknüpfen. Ziel ist es, die Kosten für Strom aus Wind weiter deutlich zu senken.“ Dazu arbeitet das DLR gemeinsam mit den Partnern im Forschungsverbund Windenergie (FVWE) sowie weiteren Partnern aus Industrie und Wissenschaft daran, effizientere Anlagen zu ermöglichen. Gleichzeitig soll diese neue Art von Windkraftanlagen auch die für die Stromnetzte benötigte Flexibilität besser unterstützen. Leichtere und robustere Materialien, eine bessere Aerodynamik sowie intelligente Regelung und Steuerung sind dabei wesentliche Faktoren, um diese Technologie entscheidend voranzubringen. Zudem werden die DLR-Forschenden auch Lösungsansätze erarbeiten, um den Einfluss der Windkraft auf Mensch und Umwelt, zum Beispiel infolge von Geräuschen, so gering wie möglich zu halten und so die Akzeptanz zu steigern.

Gefördert wird der Aufbau des Forschungswindpark Windenergie Krummendeich durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK).

Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)