Für den Aufbau des Forschungsparks Windenergie Krummendeich arbeitet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Firma ENERCON zusammen. Das Unternehmen ist der größte deutsche Hersteller von Windenergieanlagen mit Sitz im ostfriesischen Aurich. Es wird im Rahmen des Aufbaus der Infrastruktur die ersten beiden Windenergieanlagen des Forschungsparks liefern. Es folgen der Aufbau, die Integration und Abnahme der Anlagen. Im zweiten Halbjahr 2022 sollen der Probebetrieb und die erste Einspeisung von Strom beginnen. Gleichzeitig erweitert das DLR gemeinsam mit der ENERCON-Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Wobben Research and Development (WRD) sowie dem Zentrum für Windenergieforschung (ForWind) die Windenergieanlagen um die speziell für die Forschung benötigten Komponenten. Dazu zählen über 2.000 Sensoren und Messgeräte. Das DLR Göttingen ist maßgeblich an dem Projekt beteiligt.
Forschen im Originalmaßstab für Innovationen in der Windenergie
Die beiden Windenergieanlagen verfügen über eine Leistung von jeweils 4,2 Megawatt. Sie haben einen Rotordurchmesser von 115 Metern und eine Blattspitzenhöhe von 150 Metern. Im Gegensatz zu kommerziellen Windparks sind sie bewusst in Hauptwindrichtung hintereinander angeordnet. Die Forschenden können so spezielle Effekte untersuchen, zum Beispiel wie sich die Strömung der einen Windenergieanlage auf die Effizienz, Schallemission und mechanische Belastung der anderen auswirkt. Dafür werden die Anlagen mit einer Vielzahl an wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Zudem erfassen meteorologische Messmasten und LIDAR-Geräte – mit Hilfe von Laser-Technologie – die Windsituation im Feld mit einem einzigartigen Detailgrad. Auch die Regelungstechnik wird speziell für den Experimentalbetrieb angepasst: Das ermöglicht den sicheren und flexiblen Betrieb der Anlagen im Forschungspark. Gleichzeitig können so Methoden der Betriebs- und Regelungstechnik systematisch untersucht werden.
Starke Partner: Industrie und Wissenschaft forschen gemeinsam
„Mit dieser einmaligen Infrastruktur forschen wir im Originalmaßstab in der realen Umgebung anstatt im Labor – und dies gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie. So schaffen wir unmittelbaren Wissenstransfer in die Wirtschaft. Gemeinsam können wir die Windenergie noch effizienter und günstiger machen. Die stetige Verbesserung der Technologie und ihrer Wirtschaftlichkeit ist wichtig, weil sie ein unverzichtbarer Bestandteil der Energiewende ist“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Karsten Lemmer, DLR-Vorstand für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen.
„ENERCON ist weltweit Wegbereiter der Windenergie und bietet Lösungen für die energietechnischen Herausforderungen von morgen. Deshalb freuen wir uns besonders, Partner des Forschungsparks Windenergie Krummendeich zu sein. Wir liefern zwei hochmoderne Windenergieanlagen als zentrale Komponenten. Wir verstehen unser Engagement als aktiven Beitrag, Windenergieforschung in Deutschland zu fördern. Akzeptanzstiftende und gleichzeitig kostensenkende Innovationen sind ein zentraler Schlüssel für die Fortsetzung des erfolgreichen Onshore-Ausbaus in Deutschland und der Welt. Dabei werden die mit diesem Forschungswindpark erzielbaren Grundlagenerkenntnisse helfen. Sicher stärkt dieser Forschungsverbund auch unsere technologische Spitzenposition als führender Hersteller“, sagt Jörg Scholle, Chief Technology Officer von ENERCON.
Breites Themenspektrum: Vom Luftmolekül bis zum Elektron im Stromnetz
Ziel des Forschungsparks Windenergie ist es, Arbeiten zu vielen wissenschaftlichen und technologischen Fragen möglich zu machen – umfassend, langfristig und qualitativ hochwertig. Die Betriebszeit ist zunächst auf zwanzig Jahre ausgelegt. Das Themenspektrum deckt die ganze Prozesskette ab. Es reicht von der ganzheitlichen Anlagenplanung, über zukunftsweisende Rotorkonzepte, die Anlagentechnik und Betriebsführung bis hin zu den Umweltauswirkungen und der Akzeptanzforschung sowie der Netzanbindung von Windkraftanlagen.
Expertise von ENERCON: Von der Blattspitze zum Fundament
Der Einsatz von Serienanlagen für die Forschung im Windpark stellt besondere Anforderungen vor allem an die Anlagentechnologie. Die Firma ENERCON hat deshalb die technische Ausstattung für diesen Einsatzzweck optimiert: So können die Forschenden die Windenergieanlagen bereits während der Produktion mit verschiedensten Messfühlern ausrüsten. Hervorzuheben ist auch die Öffnung der Steuersoftware. Dies ermöglicht es den Partnern, gemeinsam neue, sichere und richtungsweisende Konzepte zu entwickeln, um die Anlagen zu regeln.
Zum Aufbau des Forschungsparks Windenergie Krummendeich
Zusätzlich zu den beiden oben beschriebenen Anlagen wird eine weitere, etwas kleinere Windenergieanlage hinzukommen. Sie ist modular aufgebaut. Bei ihr sollen sich je nach wissenschaftlicher Fragestellung die Komponenten austauschen, umbauen und optimieren lassen. Zwischen den drei Windenergieanlagen befinden sich insgesamt fünf Messmasten. Diese sind mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet. Diese spezielle Konstellation aus Windturbinen, Masten und Messinstrumenten macht den Forschungspark so besonders. Alle Daten dieser Sensoren werden in der Leitwarte gesammelt, verarbeitet und den jeweiligen Forschungsvorhaben zur Verfügung gestellt.
Gefördert wird der Aufbau des Forschungswindparks Windenergie Krummendeich durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK).
Viele wissenschaftliche Disziplinen vereint für ein Ziel
In den Aufbau des Forschungsparks Windenergie bringen sieben Institute und Einrichtungen des DLR ihr Know-how ein. Beteiligt ist zudem das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) sowie 11 Mitgliedsinstitute vom Zentrum für Windenergieforschung (ForWind). Der Forschungsverbund Windenergie (FVWE) fasst diese Aktivitäten im Bereich der Windenergieforschung zusammen. Der Verbund deckt die gesamte Brandbreite an Themen ab und gehört mit mehr als 600 Forschenden zu den weltweit größten Zusammenschlüssen im Bereich der Windenergieforschung.
Die Projektpartner:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Das DLR ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Wir betreiben Forschung und Entwicklung in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR ist im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zwei DLR Projektträger betreuen Förderprogramme und unterstützen den Wissenstransfer.
Global wandeln sich Klima, Mobilität und Technologie. Das DLR nutzt das Know-how seiner 55 Institute und Einrichtungen, um Lösungen für diese Herausforderungen zu entwickeln. Unsere 10.000 Mitarbeitenden haben eine gemeinsame Mission: Wir erforschen Erde und Weltall und entwickeln Technologien für eine nachhaltige Zukunft. So tragen wir dazu bei, den Wissens- und Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.
Am Forschungspark Windenergie Krummendeich sind die folgenden Institute und Einrichtungen des DLR beteiligt: Institut für Aeroelastik in Göttingen, Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Institut für Antriebstechnik, Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Institut für Flugsystemtechnik sowie das Institut Physik der Atmosphäre. Die DLR-Einrichtung für Windenergieexperimente ist Betreiber des Forschungsparks Windenergie Krummendeich.
ENERCON GmbH
ENERCON ist ein führender internationaler Windenergieanlagenhersteller mit Sitz in Aurich/Niedersachsen. Das Unternehmen wurde im Jahr 1984 vom Ingenieur Dr. Aloys Wobben gegründet und zählt zu den Pionieren im Bereich der Erneuerbaren Energien. Bekannt ist das Unternehmen für sein innovatives getriebeloses Antriebskonzept und das umfangreichste Patentportfolio der Branche. Weltweit hat ENERCON bisher über 30.766 Windenergieanlagen (WEA) mit einer Energieerzeugungskapazität von mehr als 54,5 Gigawatt errichtet (Stand Quartal 1/2021).
Eine eigene Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft, hohe Expertise und langjährige Erfahrung entlang der gesamten WEA-Wertschöpfungskette sowie qualifizierte Partner garantieren den anhaltenden Unternehmenserfolg. Sämtliche Schlüsselkomponenten werden von zertifizierten Zulieferern gefertigt. Dies sichert den hohen Qualitätsstandard und die große Zuverlässigkeit von ENERCON Windenergieanlagen. Dazu trägt auch ein kundenorientierter Service bei, der dem Betreiber eine technische Verfügbarkeit der Anlagen von 97 Prozent garantiert. Dieses Gesamtkonzept setzt hohe Standards in Technologie, Qualität und Sicherheit und festigt ENERCONs Position als Wegbereiter der Windenergie und Anbieter von Lösungen für die energietechnischen Herausforderungen von morgen.
ForWind Zentrum für Windenergieforschung
ForWind bündelt die Windenergieforschung im Nordwesten und verbindet 30 Institute und Arbeitsgruppen der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen. Damit bildet ForWind einen bundesweit einmaligen Forschungsverbund und deckt ein breites Spektrum wissenschaftlicher Themen ab. Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Physik und Meteorologie, Informatik und Wirtschaftswissenschaften.
ForWind wurde im Jahr 2003 mit Unterstützung des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur (MWK) gegründet. Die Windenergieforschung an den Universitäten Oldenburg und Hannover ist seitdem in ForWind zusammengefasst. 2009 kam die Universität Bremen als neuer Partner hinzu. Die Gründung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme (IWES) erfolgte in enger Abstimmung mit ForWind. Diese langjährige strategische Partnerschaft im Forschungsverbund Windenergie (FVWE) wurde 2012 um das DLR erweitert. Sie bietet allen Partnern des Verbundes Zugriff auf ein einzigartiges Portfolio an Forschungsinfrastrukturen. Die gemeinsame Konzeption und Nutzung des Forschungswindparks durch die Partner ist eine starke Ergänzung der experimentellen Forschung.