Deutsch-französisches Forschungsprojekt zu Offshore-Windkraftanlagen in tiefen Gewässern

Ein gutes Verständnis für schwimmende Offshore-Windkraftanlagen ist entscheidend, um die Unsicherheiten und Risiken – und damit die Kosten – dieser vielversprechenden Technologie zu verringern. Das Projekt „Validierung, Messung und Optimierung von schwimmenden Windenergiesystemen“ (VAMOS) geht diese Herausforderung mit einer groß angelegten Messkampagne und einer Validierungsstudie an. Die gewonnenen Erkenntnisse werden direkt für den Entwurf eines verbesserten Turbinenreglers verwendet, um das dynamische Verhalten zu verbessern und die Lasten zu reduzieren. Langfristig lässt dies leichtere und kostengünstigere Turbinenkonstruktionen zu.

Erstes kofinanziertes deutsch-französisches Forschungsprojekt zu schwimmender Windenergie

Zum ersten Mal wird ein Forschungsprojekt zum Thema schwimmende Windenergie vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und dem französischen Regionalzusammenschluss WEst Atlantic Marine Energy Community kofinanziert.

Im gemeinsamen Projekt VAMOS arbeiten sieben Partner 36 Monate lang zusammen:

• der Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie (SWE) der Universität Stuttgart,  
• das Laboratoire de recherche en Hydrodynamique, Énergétique et Environnement Atmosphérique [„Forschungslabor für Hydrodynamik, Energetik und Atmosphärische Umwelt“] der Centrale Nantes (ECN),
• das Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie der Technischen Universität Hamburg (TUHH),
• die sowento GmbH,
• sowie die GL Garrad Hassan Deutschland GmbH, die UL International GmbH und Ideol SA als assoziierte Partner.

Die Messkampagne wird an der ersten Offshore-Windkraftanlage Frankreichs, FLOATGEN, durchgeführt. Dort findet die Damping Pool® [„Dämpfungspool“]-Schwimmplattform von Ideol Anwendung, welche auf SEM-REV installiert ist, der europaweit ersten ans Netz angeschlossenen Offshore-Erprobungsstätte für Multi-Technologie-Offshore-Tests. Zwei LiDAR-Systeme werden für eine sechsmonatige Messkampagne auf der voll funktionsfähigen Modellplattform installiert, um Windmessungen auf der Anströmungs- und der Nachlaufseite zu erhalten.

Die Forschenden entwickeln verschiedene multidisziplinäre Simulationsverfahren mit unterschiedlicher Modelltiefe. Darüber hinaus führen sie eine große Validierungsstudie durch, bei der die Ergebnisse der Messungen der Anströmung und des Nachlaufs mit denen der Simulationen verglichen werden. Die Nachlauf-Messkampagne ist Teil des französischen Projekts FLOATEOLE, welches von der WEst Atlantic Marine Energy Community finanziert wird. Im Vordergrund steht die experimentelle Charakterisierung des Einflusses von Plattformbewegungen auf das aerodynamische Verhalten von schwimmenden Windkraftanlagen und deren Nachlauf. Der Nachlauf der schwimmenden Windkraftanlage ist besonders relevant für die Konstruktion von schwimmenden Windparks, bei denen Nachlaufwechselwirkungen Produktionsverluste verursachen und die Materialermüdung verstärken können.

Langfristiges Ziel von VAMOS ist, kostengünstigere Offshore-Windkraftanlagen zu entwickeln und ihren Anteil am Energiemarkt zu erhöhen

Gegenwärtig dominieren im Boden verankerte Offshore-Windkraftanlagen den Offshore-Bereich. Schwimmende Offshore-Windkraftanlagen verschieben jedoch die Grenzen und das Potenzial der Offshore-Windenergie, da diese in tieferen Gewässern eingesetzt werden können. VAMOS wird die Kosten für schwimmende Offshore-Windkraftanlagen senken und damit die Nutzung der Offshore-Windressourcen unabhängig von der Wassertiefe ermöglichen. Dadurch können Regionen und Länder die Flächen, die sie für die Erzeugung von Offshore-Windenergie nutzen können, vergrößern.