Innovative und praxisgerechte Verfahren für Planung, Bau und Betrieb von Windparks sind ein Schwerpunkt der Arbeit des Forschungsverbundes Windenergie. Mit dem Ziel, die Kosten und Risiken für diese Phasen der Wertschöpfung zu reduzieren, wurden in enger Zusammenarbeit mit der Industrie innovative Methoden und Werkzeuge entwickelt.
Standortidentifikation
Basis für den kommerziell erfolgreichen Betrieb von Windparks ist die zuverlässige Bestimmung der Windbedingungen an On- und Offshore-Standorten. Für die unterschiedlichen Projektphasen werden weitere Daten benötigt, z.B. über den Baugrund, die Zugänglichkeit und andere relevante Größen. Der Forschungsverbund entwickelt hierfür innovative messtechnische Verfahren, die zuverlässig und kosteneffi zient Daten erfassen und bereitstellen. Schwerpunkte sind dabei die Modellentwicklung zur Beschreibung der natürlichen Turbulenz – auch in topografisch komplexem Gelände, die Erfassung der Windgeschwindigkeiten mittels Lidar-Verfahren, seismische Baugrunduntersuchungen und satellitengestützte Vorhersagemethoden. Zudem werden akustische Modelle für die Bewertung von Anlagen und Standorten weiterentwickelt.
Logistik und Bauverfahren
Das weitere Größenwachstum der Windenergieanlagen und ihre Errichtung an komplexen Standorten im Binnenland und auf See erfordert durchdachte logistische Prozesse, sowie spezielle Transport- und Errichtungslösungen. Insbesondere der Bau von Offshore-Windparks stellt eine große Herausforderung dar: Innerhalb weniger Monate müssen komplexe und miteinander verknüpfte Bauabläufe unter herausfordernden Umweltbedingungen umgesetzt werden. Der Forschungsverbund stellt für diese Projektphase optimierte Errichtungskonzepte bereit, die zum Beispiel eine Rammschall-minimierte Installation ermöglichen und Installationszeiten verkürzen. Zur Unterstützung der Abläufe und zur Verbesserung der Planungssicherheit bietet der FVWE Bauablaufsimulationen auf Basis mehrjähriger Wetterzeitreihen an und leistet somit einen Beitrag zu Professionalisierung der Offshore-Windenergie.
Betrieb
Der Betrieb von Windenergieanlagen ist charakterisiert durch anspruchsvolle Randbedingungen: sehr hohe Lastwechselzahlen innerhalb der 20-jährigen Lebensdauer, extreme klimatische Bedingungen und erschwerte Zugänglichkeit. Fragestellungen zur Zuverlässigkeit von Bauteilen und optimierte Servicestrategien sind entscheidend für einen wirtschaftlichen Anlagenbetrieb. Zusammen mit namhaften Betreibern, Anlagenentwicklern und Zulieferunternehmen erarbeitet der Forschungsverbund in zahlreichen Projekten Lösungen für die vielfältigen Betriebsanforderungen. Systematisch werden Ausfallstatistiken ausgewertet und Ursachenforschung an defekten Bauteilen betrieben.
Die vorhandene Testinfrastruktur bietet einzigartige Möglichkeiten, gezielt spezielle Umweltbedingungen und Beanspruchungen zu reproduzieren und die Untersuchungen „im Zeitraffer“ zu validieren. Dadurch wird eine breite Basis an Betriebserfahrung und Anwendungswissen geschaffen, die kontinuierlich in die weitere Verbesserung von Anlagen und Betriebskonzepten zur Erhöhung der Verfügbarkeit eingehen.
Weiterhin erprobt und validiert der Forschungsverbund innovative Zustandsüberwachungssysteme, insbesondere für komplexe Anwendungen im Bereich der Faserverbundwerkstoffe und der Leistungselektronik. Die Präventionund Bewertung von Schäden durch die Umwelteinflüsse an Windenergieanlagen wird Wartungs- und Instandhaltungskosten stark reduzieren und einen Beitrag bezüglich der Sicherheit und der Reduktion von Stromgestehungskosten leisten.