Raus aus dem Windschatten

Neue Methoden zu testen, die den Energieertrag von Windenergieanlagen steigern und dabei die Anlagenkomponenten schonen, ist das Ziel eines Verbundprojekts des Zentrums für Windenergieforschung (ForWind) und des Windparkparkbetreibers Ocean Breeze Energy. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das kürzlich gestartete Vorhaben YawDyn („Validierung von Ertragssteigerungen und Lastreduktionen in Offshore-Windparks durch angepasste dynamische Windrichtungsnachführung“) über einen Zeitraum von drei Jahren mit über 400.000 Euro.

Windenergieanlagen liefern am meisten Energie, wenn sie sich mit der Nase direkt in den Wind drehen. Ändert sich die Windrichtung, gibt ein kleiner Windmesser auf der Anlage ein Signal zum Drehen. Dieser Vorgang – die Drehung der gesamten Gondel mit den Rotorblättern – wird als Gieren bezeichnet. Da sich die Windrichtung ständig ändert und bei jedem Gierprozess mehrere Tonnen bewegt werden, ist es nicht sinnvoll, wenn die Anlage auf jede kurzfristige Richtungsänderung reagiert. Hier sehen die Projektpartner Potenzial zur Verbesserung – auch um Kosten für Windstrom zu senken.

„Wir wollen eine neue Methode testen, um das Verfahren zur Ausrichtung effizienter zu gestalten“, sagt ForWind-Wissenschaftler Dr. Vlaho Petrovi?. „Die Methode soll helfen, die Anzahl von Giervorgängen zu reduzieren, um so die einzelnen Komponenten der Windenergieanlage zu schonen.“ Die Anlage würde nicht so schnell abgenutzt und Wartungskosten gespart.

Projektpartner von ForWind und Ocean Breeze beim Kickoff-Treffen in Emden vor der Gondel einer Windenergieanlage (Bild: H. Heißelmann/ ForWind, Universität Oldenburg)

Eine weitere Methode soll den Energieertrag im Windpark steigern. Hierbei wird die Nase der Windenergieanlage bewusst ein Stück aus dem Wind gedreht, um die ungünstige Strömung hinter der Anlage abzulenken. So befinden sich dahinterliegende Anlagen nicht oder nur teilweise im Windschatten der ersten. Mit solch einer intelligenten Steuerung kann der Energieertrag des gesamten Windparks erhöht werden.

Die Forscher testen die Methoden zunächst in Simulationen und im nächsten Schritt an realen Windenergieanlagen an Land und auf See. „Auf See prüfen wir die Methoden an Windenergieanlagen in unserem Windpark BARD Offshore 1“, sagt Projektleiter Dr. Kai Irschik von Ocean Breeze. „Es ist technisch sehr anspruchsvoll, solche neuen Methoden im laufenden Betrieb an den Anlagen zu testen. In einem Projekt sowohl die Konzepte zu entwickeln als auch umzusetzen, ist etwas Besonderes und wir sind gespannt auf die Ergebnisse.“