Weltweit zum ersten Mal prüft das Fraunhofer IWES die Aerodynamik für Wind­energie­anlagen mit einer Nenn­leistung von mehr als fünf Megawatt. In dem vom Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit vier Mio. Euro geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekt „HighRe“ werden die aero­dynamischen Eigenschaften der Wind­energie­anlage AD 8 am Standort Bremerhaven mit einer Leistung von acht Megawatt und einem Rotor­durchmesser von 180 Metern vermessen und mit aufwendigen Modellen verglichen. Dies ermöglicht erstmals eine Unter­suchung, ob die bisher verwendeten Modell­berechnungen auch für große Wind­energie­anlagen, die in Zukunft vor allem Offshore gebaut werden sollen, noch gültig sind. 
 

In dem Projekt „HighRe“ (Aerodynamik bei hohen Reynoldszahlen für große Offshore-Wind­energie­anlagen der Zukunft) werden in Kürze aufwendige Messungen des Wind­feldes und der aerodynamischen Reaktion der Wind­energie­anlage durchgeführt. Durch diese detaillierten Erkenntnisse der realen Wind­bedingungen vor und an einer Windenergieanlage wird es erstmals möglich sein, die genaue aerodynamische Wirkung auf die Rotor­blätter bei so großen Dimensionen zu analysieren und zu verstehen. Das Windfeld wird mit drei sich überlappenden Lidar-Laser-Scannern vor der Wind­energie­anlage abgetastet und mit weiteren Wind­messungen vor und hinter der Anlage ergänzt. Gleichzeitig werden Sensoren auf der Anlage und an den Rotor­blättern installiert, um auch diese Bedingungen präzise zu erfassen.

Bereits im Vorfeld des Projekts „HighRe“ konnte das Fraunhofer IWES zeigen, dass es erhebliche Abweichungen in der Modellierung gierender Wind­energie­anlagen unter schräger Anströmung gibt. Das dafür verwendete Modell wurde vor fast zwanzig Jahren an wesentlich kleineren Anlagen entwickelt. Bei einer großen Anzahl von Modellen der Wind­energie­aerodynamik verhält es sich ähnlich: Grundlage für die Modell­berechnungen sind kleine Anlagen. Um dies auszugleichen, greift man zunehmend auf Methoden der numerischen Strömungs­simulation (Computational Fluid Dynamics, CFD) zurück. 

Die Genauigkeit dieser Methoden konnte bisher jedoch auch nur an kleinen Modellanlagen überprüft werden. Durch das HighRe-Projekt ändert sich dies nun völlig. „Das Projekt „HighRe“ ist eine große Chance für die Windenergieforschung und die Wind­energie­industrie. Die Sicherheit und Genauigkeit in der Wind­energie­aerodynamik kann mit diesem Projekt an die reale Anlagen­entwicklung angepasst werden. Die Potenziale für die Wind­energie­industrie sind enorm“, fasst der Projektleiter Bernhard Stoevesandt die Aussichten des Projekts zusammen.

Fh.-IWES / DE
 

Weitere Infos

• Feldmessungen (N. Denecke), Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES, Bremerhaven