An verschiedenen DLR-Standorten werden Materialien, Prozesse und Technologien für eine effiziente Nutzung von Windenergie entwickelt. | Credit: DLR (CC-BY 3.0)
An verschiedenen DLR-Standorten werden Materialien, Prozesse und Technologien für eine effiziente Nutzung von Windenergie entwickelt. | Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Windenergieforschung

Das DLR forscht seit über 40 Jahren zur Energie der Zukunft. Sie soll kostengünstig und gesellschaftlich akzeptiert sein sowie zuverlässig in der Bereitstellung. Dafür sind hocheffiziente Techniken zur Energiegewinnung und -nutzung notwendig.

Ziel in der Windenergieforschung ist es, dass der Einfluss auf Menschen und Umwelt möglichst gering ist, durch Effizienzsteigerung die Kosten des produzierten Stroms sinken sowie Aufbau, Betrieb und Wartung der Anlagen günstiger werden.  

Um erneuerbare Energien kostengünstig zu erschließen und zu erforschen, entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am DLR kontinuierlich neue Materialien, Prozesse und Technologien. Dank Windenergieforschung wurden bereits große Erfolge erzielt: Windenergieanlagen sind heute über 20-mal leistungsfähiger als die aus dem Jahr 1990. Diese positive Entwicklung wird am DLR weiterverfolgt.

Die Forschung geht davon aus, dass Windenergieanlagen in Zukunft eine Leistung von bis zu 20 Megawatt (MW) haben könnten. Heute erzeugt eine moderne Windenergieanlage mit etwa drei MW elektrischer Leistung jährlich so viel Strom, wie etwa 2.000 Haushalte im Jahr benötigen.

Der Bau von Windenergieanlagen mit einer Leistung von bis zu 20 MW ist mit den heutigen Technologien nicht ohne weiteres möglich. Um diese Leistung zu erreichen, sind Rotordurchmesser von über 250 Meter notwendig. Um das Gewicht der immer länger werdenden Rotorblätter zu reduzieren und diese noch rentabel zu produzieren, müssen Profile, Strukturen und Bauweisen angepasst werden.

Windenergieanlagen dieser Leistungsklasse werden primär offshore installiert. Um Windenergieanlagen auf dem Meer überall installieren zu können, werden diese zukünftig auf schwimmenden Fundamenten errichtet. Um die enormen Kräfte von den Rotorblättern bis ins Fundament leiten zu können, müssen alle Komponenten neu gedacht werden und neue Technologien entwickelt werden. Die Forschung versteht sich hierbei als Wegbereiter für die Windenergieanlagen der Zukunft.

Gleichzeitig können automatisierte Produktionsprozesse die Herstellungskosten senken. Mit einer intelligenten Struktur, Sensorik und Steuerung können Rotorblätter dynamische Lastspitzen aufnehmen, und müssen so auch bei stärkeren Windböen nicht gedrosselt werden. Das DLR kann hierzu mit der Entwicklung von Smart Blades zum Beispiel durch adaptive Rotorblätter beitragen.

Das DLR arbeitet laufend an der Weiterentwicklung von Faserverbundmaterialien für die Rotorblätter der Zukunft | Credit: DLR (CC-BY 3.0)
Das DLR arbeitet laufend an der Weiterentwicklung von Faserverbundmaterialien für die Rotorblätter der Zukunft | Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Um innovative Technologien aus dem Energiesektor kostengünstiger und marktfähig zu machen, unterstützt der Bund bei der Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen und fördert Forschungsvorhaben. Die Mittel werden durch das Energieforschungsprogramm „Innovationen für die Energiewende“ der Bundesregierung zur Verfügung gestellt.

Auch der Forschungspark Windenergie in Krummendeich wird aus Mitteln des Bundes und des Landes Niedersachsen finanziert. Das Vorhaben soll auf die notwendige Weiterentwicklung von Technologien zur Steuerung und Regelung von Windenergieanlagen sowie der Erforschung von Materialien einzahlen.