Zickzack sorgt für mehr Ertrag

Draußen auf dem Meer gelten für Windkraftanlagen andere Regeln als bei Onshore-Wind. So werden offshore keine einzelnen Turbinen aufgestellt, sondern nur komplette Parks, deren Anlagen im Zusammenspiel ein anderes Verhalten an den Tag legen als Solo-Anlagen. Außerdem gibt es weitere Unterschiede, wie Ozlem Ceyhan-Yilmaz vom ECN verdeutlicht: „Der Entwurf eines Offshore-Rotorblatts erfordert aus zwei Gründen eine andere Denkweise. Erstens gibt es weniger Einschränkungen für die Lärmemission, weil keine Menschen in der Nähe leben. Zweitens besteht die Herausforderung bei Offshore-Anlagen darin, Rotoren zu entwerfen, die in der möglichst größten Leistung für den kompletten Windpark resultieren.“

Gerade in Offshore-Windparks spielt der Windschatten zwischen den Turbinen eine größere Rolle für den Ertrag als bei Onshore-Anlagen, weshalb die Platzierung der einzelnen Anlagen von großer Bedeutung ist. Um den Windschatten hinter den Turbinen zu beeinflussen, haben LM Wind Power und das ECN daher eine neue Rotorblattspitze entwickelt, mit der die Stromproduktion eines Parks zwischen zwei und sechs Prozent gesteigert werden kann. Dazu wurde eine Zickzackform konstruiert, die die Turbulenz an den Grenzen des Windschattens der Anlagen vergrößert und so den Ertrag des Parks insgesamt erhöht. Diese Modifikation sorgt allerdings dafür, dass die Anlagen lauter werden.

Die neuen intelligenten Blattspitzen wurden in einem ersten Feldversuch im Testcenter des ECN im Wieringermeer auf 2,5 MW-Anlagen montiert. Ozlem beschreibt die Versuchsanordnung: „Dieser Test war einzigartig. Der Vollversuch wurde in einem operativen Windpark durchgeführt. Danach wurden die Spitzen auf den Rotorblättern der Windenergieanlagen so angebracht, dass sie anschließend wieder entfernt werden konnten. Das Verfahren zum An- und Abbau war eine Innovation für sich und erforderte eine enge Zusammenarbeit zwischen ECN und LM Wind Power.“

Die Ergebnisse des Tests an diesen 80m langen Rotorblättern zeigten, dass eine erhöhte Leistung des Windparks bis zu sechs Prozent durch die speziellen Blattspitzen erreicht werden kann. Mit einer neuen Messmethode war es dem ECN möglich, relativ geringe Leistungssteigerungen zu messen. Ozlem macht deutlich, dass das Ende der Forschung noch lange nicht erreicht ist und setzt weiter auf das Zusammenspiel des Forschungscenters mit LM Wind Power: "Tolle Ergebnisse ermutigen dazu, auch weiterhin an der Entwicklung von Modellen und Versuchsrotorblättern zu arbeiten. Gemeinsam wollen wir die Kosten für Windenergie senken.“

(Wo genau das ECN noch im Bereich der Windenergie forscht, zeigt die Grafik rechts.)

Wie hoch der Lärm dieser Anlagen im Vergleich zu normalen (Onshore-)Anlagen ist, wurde bisher noch nicht bekannt gegeben. Da zumindest in Deutschland z.B. bei der Installation der Fundamente von Offshore-Windparks hohe Anforderung an den Lärmschutz gelten (Grenze von 160 Dezibel), bleibt abzuwarten, ob der Lärm der Zickzack-Spitzen Auswirkungen auf die lokale Fauna haben könnte - und wie die Gesetzesgebung darauf reagieren würde.