Offshore-Forschungstestfeld für das Fraunhofer IWES

Anfang 2017 erhält das Fraunhofer IWES dank Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ein eigenes Testfeld vor der Haustür in Bremerhaven: Kernstück ist der 8 MW-Prototyp der Adwen AD 8-180, die derzeit größte Windenergieanlage der Welt mit einem Rotordurchmesser von 180 Metern. Die Bauarbeiten laufen bereits, ab dem Frühjahr sollen die ersten Messungen stattfinden. Der Abgleich von Betriebsdaten aus dem Feld mit den Ergebnissen aus den Großprüfständen wird die Möglichkeiten für die weitere Optimierung von Mess- und Prüfmethoden sowie die Risikoabsicherung neuer Anlagendesigns signifikant voranbringen. Das Förderprojekt mit einer Summe von rund 18,5 Mio. Euro leistet damit einen erheblichen Beitrag zu Qualitätssicherung und Kostensenkung in der Windenergiebranche.

Für den Offshore-Betrieb entwickelt, wird sich der Prototyp der AD 8-180 an seinem Kai-Standort keine nassen Füße holen: Wie in der Branche üblich, steht er an Land, auf dem Gelände des ehemaligen Flugplatzes in Bremerhaven und damit in Sichtweite des Fraunhofer Gondelprüfstandes – ein Glücksfall für die Wissenschaftler: So lässt sich die Anbindung der Adwen-Turbine an die bestehende Infrastruktur des IWES unkompliziert umsetzen.

„Forschung und Entwicklung sind der Schlüssel, um die Kosten für den Ausbau der Offshore-Windenergie weiter zu senken. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert deshalb das Testfeld für Offshore-Anlagen in Bremerhaven mit rund 18,5 Mio. Euro. Ziel ist es, durch den Erprobungsbetrieb unter realen Bedingungen wichtige Daten für die industrielle Umsetzung zu erhalten. Damit leisten wir einen Beitrag zur Stärkung der Offshore-Windenergie als wichtige Säule der Energiewende“, sagte der Parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister für Wirtschaft und Energie, Uwe Beckmeyer, bei der Übergabe des Förderbescheides.

Nachdem bereits Prüfstände für Rotorblätter und Gondeln erfolgreich betrieben werden, stellt die als Forschungsanlage genutzte Turbine ein weiteres wichtiges Puzzlestück im Infrastrukturausbau des Institutes dar. Nun können die Ergebnisse der Laboruntersuchungen systematisch mit den Messungen im Feld verglichen und die Testprozeduren entsprechend verbessert werden. Insbesondere können so neue Methoden für Fault-Ride-Through (FRT)-Tests durch die Kopplung des Prototypen mit dem bereits vorhandenen 44MVA Mittelspannungsnetzemulator entwickelt und validiert, sowie hochaufgelöste 3D-Windfeldmessungen für die Optimierung zukünftiger Offshore-Windpark-Layouts durchgeführt werden.

„Mit dem Testfeld und der Forschungsanlage steht dem IWES eine weltweit einmalige Infrastruktur zur Verfügung, mit der grundlegende Fragestellungen im Bereich der Zuverlässigkeit und der Netzintegration bearbeitet und wichtige Erkenntnisse für die zukünftige Optimierung von großen Turbinen gewonnen werden können“, so IWES-Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter.

Die bislang für neuentwickelte Windenergieanlagen geforderten Zertifizierungs-Testreihen im Feld nehmen häufig viel Zeit in Anspruch, da Prüfungen bei bestimmten Windverhältnissen durchgeführt werden müssen, diese jedoch nicht „auf Bestellung“ zu bekommen sind. Auf dem Prüfstand lassen sich diese Bedingungen jederzeit exakt einstellen und somit Messungen sehr effizient durchführen. Durch den exakten Abgleich der Ergebnisse aus dem Testfeldbetrieb mit diesen Daten können erforderliche Zertifizierungsmessungen in Zukunft zeit- und kostensparend auf Prüfständen durchgeführt werden. Entwicklungsrisiken für neue Anlagengenerationen werden dadurch minimiert und letztendlich die Energiegestehungskosten für Windenergie durch eine optimierte und abgesicherte Auslegung gesenkt.

Das Fraunhofer IWES wird die Forschung rund um den Prototyp in enger Zusammenarbeit mit Adwen durchführen.

„Wir freuen uns, mit dem Fraunhofer IWES bei der Vermessung des Prototyps der AD 8-180 zusammenzuarbeiten. Bereits jetzt konnten wir im IWES Gondelprüfstand intensiv unsere Technologie validieren und uns von der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Anlage überzeugen. So können wir mit minimalem Risiko wettbewerbsfähige Technologien entwickeln. Dies ist essentiell, wenn wir weiter die Energiegestehungskosten von Offshore-Windenergie verringern wollen“, erklärt Luis Álvarez, Geschäftsführer der Adwen GmbH.

Ähnlich wie beim Offshore-Forschungswindpark alpha ventus sieht das Nutzungskonzept des Testfelds vor, dass die Windenergieanlage auch für weitere Partner in Zukunft als Forschungsplattform zur Verfügung steht.