Forschung

Forschung

Windenergieanlagen (WEA) haben in den vergangenen 30 Jahren eine rasante Entwicklung genommen. 1980 hatte eine durchschnittliche WEA 30 kW Leistung und erzeugte auf 30 Meter Nabenhöhe mit 15 Meter Rotordurchmesser 35.000 kWh Strom im Jahr. Heute holen erste 7,5-MW-Anlagen auf 135 Meter Nabenhöhe mit 127 Meter großen Rotoren selbst im tiefen Binnenland 14 Millionen kWh Windstrom vom Himmel.

Mehrere Hersteller arbeiten schon an der nächsten Anlagengeneration mit 10 MW Leistung. Bisher sind die deutschen Anlagenbauer führend. Alle im Markt verfügbaren WEA ab 5 MW aufwärts kommen aus hiesiger Produktion. Schlüssel dazu ist eine gut vernetzte, lebendige und heterogene Forschungslandschaft. Knapp 170 Institute an über 60 deutschen Hochschulen befassen sich Windenergie. Daneben betreiben Hersteller und Zulieferer 50 Entwicklungsstandorte, an denen sie auf Knowhow von über 100 Forschungsinstituten und Entwicklungsdienstleistern zählen können. In regionalen Clustern und Verbundforschungsprojekten ist die Branche bestens vernetzt.

Vernetzte Akteure

Seit Januar 2009 bündelt das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) die Windenergieforschung. Im IWES sind unter anderem die zwei Kompetenzzentren „Rotorblatt“ und „Maritime Strukturen und Anlagen“ aufgegangen, in denen viele führende Unternehmen der Windenergiebranche mitwirken. Auch das Kasseler Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET), das auf die Netzintegration von Windenergie spezialisiert ist, ist nun ins IWES integriert. Daneben hat das Institut Projektgruppen für Gründungs- und Tragwerkstrukturen sowie für Fluiddynamik an der Universitäten Hannover und Oldenburg.

Eingebettet ist das neue Spitzencluster zudem ins Fraunhofer-Netzwerk Windenergie, an dem bundesweit acht Fraunhofer-Institute mitwirken. Durch diese Kooperationen und den Standort Bremerhaven ergeben sich enge Kontakte zu bestehenden Forschungsnetzwerken wie ForWind der Unis Oldenburg, Hannover und Bremen oder FK-Wind, welches im Land die Windenergie-Forschung koordiniert. Regionale Cluster haben sich in Schleswig-Holstein, in den Großräumen Berlin, Stuttgart und Ruhrgebiet gebildet.

Neue Anlagen und Konzepte für Offshore-Windparks

Damit sich die Investitionen in Hochseewindparks lohnen, sind leistungsstarke und vor allem zuverlässige Anlagen gefragt. WEA, Fundamente und Kabelanschlüsse müssen den rauen Bedingungen 20 Jahre lang trotzen, ganz gleich ob Nordseeorkan, Monsterwelle oder steter Einfluss salzhaltiger Seeluft. Forscher in Industrie und Wissenschaft arbeiten daran, die Anlagentechnik für diese Herausforderung zu wappnen. Ein Aktionsfeld sind Rotorblätter. Sie wachsen auf Längen bis 90 Meter und messen an der Blattwurzel teils fünf Meter.

Einerseits gilt es, diese Giganten aerodynamisch zu optimieren. Andererseits müssen ihre Strukturen extrem robust sein. Ehe sie ihre Arbeit auf See antreten, werden sie in riesigen Testanlagen auf Biegen und Brechen beansprucht. Daneben suchen Forscher wirtschaftlichere Lösungen für Fundamente und Gründungsverfahren, neue Materialien und Fertigungsverfahren, sie optimieren Konzepte für direktangetriebene WEA oder fahnden nach effizienten Lösungen für sensorgestütztes Condition-Monitoring und Netzintegration.

Andere betreiben ökologische Begleitforschung oder ringen um tieferes Verständnis der Windphysik für noch exaktere Prognosen. An Themen mangelt es gewiss nicht. Damit die klugen Köpfe nicht ausgehen, widmen sich die Institute neben der Forschung auch der Qualifikation. Die aktuelle Vergabepraxis der öffentlichen Hand führt leider aktuell dazu, dass sich in der Forschungslandschaft wenige Einrichtungen intensiv mit der Windenergie an Land beschäftigen.

Tags: Forschung, Offshore



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Quelle: www.wind-energie.de/politik/forschung