Presse

buten un binnen (19. August 2023): Windkraftforschung: Welche Fragen sind da überhaupt noch offen?

Göttinger Tageblatt (18. August 2023): Entsteht hier die Zukunft der Windenergie? DLR nimmt Forschungspark „WiValdi“ an der Nordsee in Betrieb

Kreiszeitung Wochenblat (18. August 2023): In Krummendeich wird Wind neu entdeckt

ingenieur.de (18. August 2023): Neuer Forschungspark des DLR

Deutschlandfunk (17. August 2023): DLR eröffnet „weltweit einzigartige Großforschungsanlage“ um Windräder effizienter, billiger und leiser zu machen

Windkraft-Journal (17. August 2023): Forschungspark WiValdi in Niedersachsen eröffnet

TechFieber Greentech (17. August 2023): Greentech DLR Forschungsanlage Wivaldi soll Wind-Energie effizienter machen

NDR 1 Niedersachsen (16. August 2023): Forschungswindpark in Krummendeich eröffnet

Stader Tageblatt (16. August 2023): Stephan Weil gibt den Startschuss für DLR-Windforschung in Krummendeich

EE-News (16. August 2023): DLR: Eröffnet Forschungspark für Windenergie WiValdi in Krummendeich

Stromtarife.de (16. August 2023): Windforschung im Forschungswindpark WiValdi offiziell gestartet

IWR (16. August 2023): Windforschung im Forschungswindpark WiValdi offiziell gestartet

Windmesse (16. August 2023): DLR-Forschungspark Windenergie WiValdi eröffnet

Pro Physik (16. August 2023): Forschungspark Windenergie in Krummendeich eröffnet

Top Agrar (16. August 2023): Neuer Forschungswindpark WiValdi an der Elbe eingeweiht

proplanta (16. August 2023): Neue Forschungsanlage für Windenergie

Evwind (16. August 2023): DLR opens wind energy research farm in Krummendeich

Strom-Forschung.de (15. August 2023): Forschungspark WiValdi liefert Antworten für die Windenergie

NDR (15. August 2023): Neue Forschungsanlage WiValdi soll Windenergie weiterbringen

NDR (15. August 2023): Windenergie-Forschungspark "WiValdi" in Krummendeich eröffnet

tagesschau (15. August 2023): Niedersachsen: Forschungspark für Windenergie wird eröffnet

ZDF (15. August 2023): Forschungsprojekt WiValdi

SAT.1 Regional (15. August 2023): Millionenschwerer Forschungspark in Krummendeich soll Windenergie vorantreiben

Süddeutsche Zeitung (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

SVZ (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Zeit (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Stern (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Forschung & Lehre (15. August 2023): Neue Forschungsanlage zu Windenergie gestartet

heise online (15. August 2023): Wivaldi: Neue DLR-Anlage soll Windenergie voranbringen

Energie & Management (15. August 2023): Tausende Sensoren schuften im Forschungswindpark

Börse Frankfurt (15. August 2023): ROUNDUP: Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

börsenNEWS.de (15. August 2023): ROUNDUP: Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Investing.com (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Die Heutigen Nachrichten (15. August 2023): Klima: Neue Forschungsanlage zur Weiterentwicklung der Windenergie

Schaumburger Zeitung (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Ariva (15. August 2023): Forschungspark Windenergie soll in Niedersachsen eröffnet werden

Yahoo Nachrichten (15. August 2023): Neue Forschungsanlage soll Windenergie weiterbringen

Yahoo Nachrichten (15. August 2023): Forschungspark Windenergie soll in Niedersachsen eröffnet werden

BMWK (30. Juni 2023): Bundeswirtschaftsminister Habeck besucht herausragende Forschungseinrichtungen für Windenergie in Norddeutschland

Windkraft-Journal (30. Juni 2023): Das Bundeswirtschafts- und Klimaschutzminister*in Habeck besucht DLR-Forschungspark Windenergie WiValdi

Windmesse (30. Juni 2023): Habeck zu Gast in Forschungseinrichtungen für Windenergie in Norddeutschland

Windmesse (23. Juni 2023): Im DLR-Forschungswindpark stehen die ersten Anlagen

Solarserver (22. Juni 2023): Forschungspark WiValdi analysiert die Windenergie

Windkraft-Journal (22. Juni 2023): DLR eröffnet neuen Forschungs-Windpark WiValdi

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

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

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

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

Nach rund zwei Jahren Bauzeit läuft aktuell die Inbetriebnahme auf Hochtouren. Im Probebetrieb hat WiValdi bereits Strom ins Netz gespeist, Forschungsprojekte sind gestartet und erste spannende Daten erfolgreich gesammelt. Gefördert wird der DLR-Forschungspark Windenergie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur. In den Aufbau fließen rund 50 Millionen Euro.

„Die Windenergie hat noch weiteres großes technologisches Potenzial. Dieses wollen wir mit dem DLR-Forschungspark WiValdi weiter erschließen, in die Anwendung bringen und so die deutsche und europäische Windkraftindustrie stärken“, betont Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, die Vorstandsvorsitzende des DLR. „Gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Wissenschaft arbeiten wir an Lösungen, um die Windenergie noch effizienter und günstiger und damit die Energiewende für Wirtschaft und Gesellschaft weiter zu befördern“, so Kaysser-Pyzalla weiter. „Der besondere Dank“, hebt die Vorstandsvorsitzende des DLR hervor, „geht an den Anlagenhersteller Enercon, das Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen ForWind sowie das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme.“

„Niedersachsen ist Windenergieland Nummer eins. Der Forschungspark WiValdi, an dem sich das Land Niedersachsen mit 16,4 Millionen Euro beteiligt, zeigt dies einmal mehr. Mit WiValdi als Leuchtturmvorhaben für die Energieforschung setzen wir einen weiteren wichtigen Baustein für eine erfolgreiche Energiewende um. WiValdi ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie wir die Chancen der erneuerbaren Energien nutzen können, um mit Innovationen unsere Umwelt zu schützen, unsere Wirtschaft voranzubringen und Arbeitsplätze zu schaffen. Ich danke allen Beteiligten – allen voran dem DLR und seinen Partnern ForWind und Fraunhofer IWES aus dem Forschungsverbund Windenergie – für ihr zukunftsweisendes Engagement. Ich wünsche WiValdi viel Erfolg sowie viele spannende Erkenntnisse zur Gestaltung unserer zukünftigen Energiepolitik“, so der Ministerpräsident Stephan Weil.

Alles auf einer Linie: der spezielle Aufbau von WiValdi

Die Anordnung und Zusammensetzung des DLR-Forschungsparks sind einmalig: Zwei hochmoderne Windenergieanlagen des deutschen Herstellers Enercon mit je einer Nennleistung von 4,26 Megawatt und mehrere Messmasten stehen in Hauptwindrichtung hintereinander. Die Blattspitzen der beiden Windräder befinden sich in 150 Meter Höhe. Die insgesamt sechs Rotorblätter sind je 57 Meter lang und wiegen rund 20 Tonnen. WiValdi ist mit über 2.000 Sensoren ausgestattet, die zum Beispiel Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Drücke oder selbst kleinste Verformungen der Rotorblätter messen. Der Forschungspark erzeugt so einen umfangreichen Datenschatz für die Wissenschaft. Dieser dient als Grundlage, um zum Bespiel intelligente Turbinen für die Windenergie zu entwickeln.

Die Windenergie voranbringen: Flächen effizienter nutzen, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz steigern

Zu den Messmasten gehört auch ein hochinstrumentiertes Messmasten-Array zwischen der ersten und zweiten Windenergieanlage. Das Array verbindet drei Messmasten miteinander, zwei 100 Meter hohe außen und einen 150 Meter hohen in der Mitte. Es trägt eine Vielzahl an Sensoren, deren einzigartige Anordnung von ForWind – Zentrum für Windenergieforschung, das an der Universität Oldenburg speziell für diese Untersuchungen entwickelt wurde. Diese Sensoren bestimmen genau, wie der Wind durch die erste Anlage beeinflusst wird, bevor er auf die zweite trifft. Die zweite Anlage steht also häufig im Nachlauf der ersten und muss mit sehr verwirbelter Luft zurechtkommen. Unter kommerziellen Bedingungen ist das ungünstig, aber genau diese Konstellation interessiert die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Denn bei einem massiven Ausbau der Windenergie werden sich solche Anordnungen bald nicht vermeiden lassen. Deshalb untersuchen sie schon jetzt und erstmals im Originalmaßstab mit bisher unerreichtem Detailgrad, was bei dieser Konstellation passiert. Sie wissen dann besser, wie eng man Anlagen zukünftig positionieren, vorhandenen Platz besser nutzen und eine möglichst hohe und für das Stromnetz bedarfsgerechte hohe Ausbeute erzielen kann.

Noch ist das WiValdi-Ensemble nicht komplett: Die dritte, etwas kleinere Windenergieanlage und ein weiterer Messmast werden voraussichtlich im Lauf des Jahres 2024 fertiggestellt. Die Planungsarbeiten, Ausschreibungen und Vorbereitungen dafür laufen bereits.

Die Pressemitteilung auf der Seite des DLR.

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

Direkt unter einer der großen, hochmodernen Windenergieanlagen des Forschungsparks erklären die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR dem Minister Aufbau, Funktionsweise und Ziele der Anlage. Eine Live-Demonstration mit zehn Drohnen veranschaulicht, wie das Strömungsfeld des Winds zwischen den Anlagen präzise und flexibel vermessen werden kann. So lassen sich wertvolle Daten gewinnen, um zum Beispiel den Betrieb von Windparks zu optimieren. Eine Ausstellung mit Exponaten gibt Bundesminister Robert Habeck und dem niedersächsischen Wissenschafts- und Kulturminister Falko Mohrs zudem einen Einblick in aktuelle Projekte aus den DLR-Forschungsbereichen Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr und Sicherheit.

„Der DLR-Forschungspark Windenergie WiValdi zeigt, was das DLR ausmacht: seine interdisziplinäre und bereichsübergreifende Arbeit. Die Windenergieforschung im DLR profitiert hier vom Know-how und Austausch insbesondere mit der Luftfahrt. Zusammenarbeit erfolgt aber auch mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft. Gemeinsam entwickeln wir Technologien und tauschen unser Wissen aus, um die Energiewende für Wirtschaft und Gesellschaft erfolgreich zu machen. Besonders im Fokus steht dabei für das DLR der schnelle Transfer in die Anwendung. So leisten wir einen Beitrag, die starke Position der deutschen und europäischen Windkraftindustrie zu erhalten und auszubauen“, sagt die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla anlässlich des Besuchs.

Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz Robert Habeck erläutert:„Die Windenergie spielt heute und auch in Zukunft die zentrale Rolle bei der Stromversorgung Deutschlands. Bedingt durch den zunehmenden Strombedarf durch die Elektrifizierung weiterer Sektoren wie die Gebäudeheizung mit Wärmepumpen oder die Elektromobilität, muss die Windenergienutzung schnell und effizient ausgebaut werden. Forschung und Entwicklung helfen uns dabei, neue und optimierte Technologien einzusetzen, die den erforderlichen Ausbau zuverlässig und kostengünstig gestalten. Im Forschungspark Windenergie in Krummendeich konnte eine wichtige Forschungsinfrastruktur errichtet werden, die noch genauer als bisher Untersuchungen der gegenseitigen Beeinflussung einzelner Anlagen von Windparks ermöglicht, was die Grundlage für einen optimierten Betrieb ist. Zudem erlaubt die sehr umfangreiche messtechnische Ausstattung des Forschungsparks die Verbesserung von Simulationsmodellen für Windenergieanlagen, was die Entwicklung neuer Anlagen entscheidend voranbringen kann“.

„Niedersachsen ist Windland Nummer eins. Hier wird an effizienten, leisen und kostengünstigen Windenergieanlagen der Zukunft geforscht. Der Aufbau des Standorts Krummendeich ist Zeugnis einer einzigartigen Kooperation und zeigt deutlich, wie wesentlich es ist, die Hochtechnologie Windenergie für Deutschland zu stärken und auszubauen, um sich im internationalen Wettbewerb zu positionieren. Die strategischen Investitionen, die der Bund und die wir als Land Niedersachsen in diese Forschungsinfrastrukturen, aber auch in den Forschungsverbund und die Windenergieforschungslandschaft insgesamt getätigt haben, sind essenziell für eine klimafreundliche Zukunft“, betont Falko Mohrs, Minister für Wissenschaft und Kultur des Landes Niedersachsen.

Windenergie voranbringen: Flächen effizienter nutzen, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz steigern

Mit dem Forschungspark wird das DLR gemeinsam mit Unternehmen und weiteren wissenschaftlichen Einrichtungen Technologien entwickeln und erproben, um Flächen effizienter zu nutzen und die Wirtschaftlichkeit von Windenergie zu steigern. Außerdem sollen Windparks leiser gemacht und so die gesellschaftliche Akzeptanz weiter gesteigert werden. Der Name WiValdi steht für „Wind Validation“: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen möglichst exakt herausfinden und bestätigen, also validieren, was auf allen Ebenen der Strömungsbewegungen der Luft passiert, wenn diese mit dem Wind durch die beiden Anlagen des Forschungsparks gewirbelt werden.

Aufbau und Zusammensetzung der Großforschungsanlage sind weltweit einzigartig: Zwei hochmoderne Windenergieanlagen des deutschen Herstellers Enercon und mehrere Messmasten stehen in Hauptwindrichtung hintereinander. Dazu gehört auch ein weltweit einmalig hoch instrumentiertes Messmasten-Array zwischen der ersten und zweiten Windenergieanlage. Die zweite Anlage steht also genau im Nachlauf der ersten und muss mit sehr verwirbelter Luft zurechtkommen. Aber genau das interessiert die Forschenden des DLR und des Zentrums für Windenergieforschung – For Wind. Denn so können sie erstmals im Originalmaßstab und mit bisher unerreichter Präzision untersuchen, was bei dieser Konstellation passiert. Sie wissen dann besser, wie eng man Anlagen zukünftig positionieren, vorhandenen Platz besser nutzen und dabei eine möglichst hohe und für das Stromnetz bedarfsgerechte hohe Effizienz erzielen kann.

Von den Fundamenten im Erdreich bis zur Blattspitze in 150 Meter Höhe sind alle Komponenten mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet. Diese messen zum Beispiel Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Drücke und kleinste Verformungen der Rotorblätter – und erzeugen so einen umfangreichen Datenschatz für die Forschenden. Dieser dient als Grundlage, um in Zukunft intelligente Turbinen für die Windenergie zu entwickeln. Eine dritte, kleinere Windenergieanlage soll zeitnah folgen. Sie wird modular aufgebaut und so für wechselnde Forschungsexperimente einsetzbar sein.

Die Pressemitteilung auf der Seite des DLR.

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

Das Interview ist auf der Seite des DLR verfügbar: https://www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2023/02/windenergieforschung-der-zukunft-wir-muessen-das-gesamtsystem-besser-verstehen

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

Sie nutzen die oft steife Brise, um erneuerbaren Strom zu erzeugen. Auf den ersten Blick unterscheiden sich die beiden DLR-Anlagen nicht viel von ihren Nachbarn. Doch aus der Nähe wird klar: Hier ist einiges anderes, angefangen von den vielen schwarzen Punkten, die sich in Abschnitten über die Rotorblätter verteilen. Dazu kommen Messmasten, angestrichen in leuchtendem Rot. Gemeinsam mit der etwas weiter entfernt liegenden Leitwarte bilden sie ein ganz besonderes Ensemble: den DLR-Forschungspark Windenergie WiValdi in Krummendeich.

Wissenschaft im Originalmaßstab: Das System Windenergie als Ganzes verstehen

Der Name WiValdi steht für Wind Validation. Der Aufbau und die Zusammensetzung der Großforschungsanlage sind einzigartig. Sie wurde federführend vom DLR geplant und umgesetzt in Kooperation mit Partnern des Forschungsverbunds Windenergie und aus der Industrie. Mit ihrer Hilfe wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler möglichst exakt herausfinden und bestätigen, also validieren, wenn diese durch die beiden Anlagen des Forschungsparks gewirbelt werden – und das bis auf die Ebene einzelner Windmoleküle. „WiValdi ermöglicht uns Wissenschaft im Originalmaßstab unter realen Umweltbedingungen. Unser Ziel ist dabei, die Windkraft als Ganzes mit all ihren Einflussfaktoren besser zu verstehen“, beschreibt Dr. Jan Teßmer, Leiter der DLR-Einrichtung Windenergieexperimente, die den Aufbau und Betrieb von WiValdi verantwortet. Auf Basis dieser Erkenntnisse entwickelt das DLR dann Technologien, um die Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz der Windenergie weiter zu steigern – gemeinsam mit Unternehmen und weiteren Forschungseinrichtungen, denen das Testfeld in Krummendeich ebenfalls offensteht.

Aus der Wissenschaft ins Bauprojekt: Ein kleines Team stellt sich der Herausforderung

Die offizielle Einweihung des Forschungsparks ist für August 2023 geplant. Dann werden alle Beteiligten auf eine spannende und gleichzeitig herausfordernde Zeit zurückblicken. Denn in den Händen eines kleinen Teams liefen sämtliche Fäden des Großprojekts zusammen: von der Planung des Forschungsparks über die Koordination von Prozessen und Gewerken beim Bau bis hin zur Kommunikation mit den Bürgerinnen und Bürgern der umliegenden Gemeinden. Die DLR-Forschenden mussten sich in teilweise ganz neue Fachgebiete einarbeiten sowie die lokalen Gegebenheiten und Erfordernisse kennenlernen. Zu berücksichtigen gab es beispielsweise die besonderen Voraussetzungen, um auf weichen Marschboden zu bauen, oder Maßnahmen, um die umliegenden Obstplantagen vor Bodenerosion zu schützen. „Für uns war das etwas ganz Besonderes, weit weg von den Aufgaben im wissenschaftlichen Alltag“, fassen der Gesamt-Projektleiter Dr. Jakob Klassen und Lukas Firmhofer, zuständig für den zeitnahen Aufbau der dritten, kleineren Windenergieanlage OPUS 3, zusammen.

Eine Handvoll ganz Wagemutiger aus dem DLR ließ sich schulen, um selbst auf Messmasten und Anlagen zu steigen und sich im eher unwahrscheinlichen Notfall mit einer Rettungstonne von dort auch wieder abzuseilen. Denn ab und an wird doch ein Sensor gecheckt und ein Messgerät geprüft werden müssen. Neben viel Begeisterung für die Windenergie forderte das Projekt auch gute Nerven: Es kam zu Verzögerungen im Bauablauf durch die Corona-Pandemie und den Fachkräftemangel. Um die Menschen vor Ort über das Projekt zu informieren und die Fortschritte erlebbar zu machen, führte das Team im Internet ein Baustellen-Tagebuch, organisierte Baustellenbesuche und Informationsveranstaltungen.

In knapp zwei Jahren: WiValdi wächst in die Höhen der Nordseeluft

Schon vor Beginn der Bauarbeiten starteten erste wissenschaftliche Messkampagnen. Mit einem optischen, laserbasierten Messgerät (LiDAR) sammelten die DLR-Forschenden vom DLR-Institut für die Physik der Atmosphäre umfangreiche Daten. Daraus ermittelten sie Informationen zu Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Turbulenzen am Standort Krummendeich. Dieser Datensatz dient als Referenz- und Vergleichswert. So können etwaige Veränderungen durch die Windenergieanlagen im lokalen Wetter nachgewiesen werden. Eine ebenfalls wichtige Referenz ist die akustische Standortbewertung durch das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. So können später auch Änderungen in der Lärmkulisse genau analysiert werden.

Im Mai 2021 rollten dann die ersten Baumaschinen an. Sie schufen in den folgenden Monaten Zuwege, Aufstellflächen für die Kräne, Fundamente und Kabeltrassen für den Stromanschluss an das Umspannwerk des lokalen Energieversorgers. Anfang 2022 fanden die ersten Rammarbeiten für die Gründungspfähle statt. Diese waren notwendig, um die schweren Windenergieanlagen und Messmasten sicher auf dem weichen Marschboden zu bauen. Im April 2022 wuchs der erste Messmast in die Höhe. Er steht am westlichen Eingang zum Forschungspark, ist 150 Meter hoch und mit über 100 Sensoren bestückt. So kann er den einströmenden Wind vom Boden bis zur Rotorblattspitze vermessen. Ende des Jahres 2022 folgte das sogenannte Messmasten-Array. Diese Konstruktion verbindet drei Messmasten, zwei 100 Meter hohe außen und einen 150 Meter hohen in der Mitte. Sie tragen vor allem Sensoren, die auf Entwicklungen der ForWind-Partner der Universität Oldenburg basieren. Sie bestimmen genau, wie der Wind durch die erste Anlage verwirbelt wird, bevor er auf die zweite trifft. Über den Jahreswechsel begannen die Arbeiten für die Fundamente der Windenergieanlagen und im Frühling 2023 erfolgte die Anlieferung weiterer Komponenten wie Turmsegmente, Gondel und Generator. In der containerförmigen Gondel befindend sich alle elektrischen Komponenten der Windenergieanlage. Auf dem Dach der Gondel ist zudem ein weiteres LiDAR-System installiert. Es vermisst den einströmenden und hinter dem Rotor wieder austretenden Wind.

Die Krönung zum Schluss: Montage der Hightech-Rotorblätter

Im April und Mai 2023 war es endlich soweit: Die sechs Rotorblätter, alle per Spezialtransport in mehreren Nächten angeliefert, waren nun bereit für die Montage. Zuvor waren die Rotorblätter in monatelanger Vorarbeit bereits im Fertigungsprozess umfassend instrumentiert und beim Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) in Bremerhaven getestet worden. Beteiligt waren dabei das DLR-Institut für Aeroelastik, das DLR-Institut für Systemleichtbau sowie die ForWind-Partner der Universität Hannover.

Vom DLR-Team über die Kranführer und Einweiser am Boden bis hin zu den Arbeitern, die in der Rotornabe die Blätter in Empfang nahmen und sie mit jeweils mehr als 50 Bolzen festzogen – dieser letzte Arbeitsschritt war für alle eine ganz besondere Herausforderung und gleichzeitig der spannendste Teil.

Bevor es jedoch losgehen konnte, musste einiges an Wartezeit überstanden werden und die Nerven trotzdem ruhig bleiben. Denn das Heben und Montieren der 57 Meter langen und 20 Tonnen schweren Blätter mit einem Großkran konnte nur bei gutem Wetter und vor allem ruhigen Windverhältnissen erfolgen. Betrug die Windgeschwindigkeit mehr als sechs Kilometer pro Stunde, was dort natürlich oft der Fall war, hieß es: Abwarten. Fasste das Montage-Team dann den Entschluss, die Blätter in die Höhe zu ziehen und zu befestigen, musste es fix gehen. Hing das Blatt einmal am Haken, gab es kein Zurück mehr.

Am frühen Nachmittag des 13. Mai 2023 war das Werk vollbracht: Auch die zweite Windenergieanlage OPUS 2 strahlte fertig montiert im frühsommerlichen Sonnenschein. In den Wochen bis zur Einweihung im August bereitet das Team nun in enger Zusammenarbeit mit dem Anlagenhersteller Enercon die Inbetriebnahme der beiden Anlagen vor. Alle Sensoren, die vorher für die Forschung in den Einzelkomponenten installiert wurden, müssen nun für den Einsatz im Gesamtsystem verdrahtet und verschaltet werden. Das DLR-Institut für Flugsystemtechniksorgt nun dafür, dass am Ende alle Daten im synchronisierten Datenmanagementsystem landen und für die Nutzenden des Forschungsparks zur Verfügung stehen. Dann folgen Probebetrieb und die Installation von weiterer Messtechnik. Die dritte, kleinere Windenergieanlage OPUS 3 soll zeitnah folgen. Sie wird modular aufgebaut und so für wechselnde Forschungsexperimente anpassbar sein.

Die Pressemitteilung auf der Seite des DLR.

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

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)