OWEA

Verifikation von Offshore-Windenergieanlagen

Projektkoordination:
ForWind – Zentrum für Windenergieforschung, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Laufzeit des Projektes:
12/2007 – 06/2012

Förderkennzeichen des Projektes:
0327696B

Offshore-Windenergieanlagen (Offshore-WEA) sind anderen Umweltbedingungen als Onshore- WEA ausgesetzt, was zu neuen Herausforderungen bei der Auslegung neuer großer Windenergieanlagen führt. Die umfangreichen Erfahrungen mit Onshore-WEA in Deutschland stellen die Grundlage dar, die erweitert und ausgebaut werden soll, um zuverlässige Offshore-WEA entwerfen zu können.

Die Verifikation von Schlüsselaspekten des Entwurfs und des Betriebs von Offshore-Windenergieanlagen war der Gegenstand des Verbundforschungsprojekts »Verifikation von Offshore-Windenergieanlagen« (OWEA), welches im Rahmen der Begleitforschung im deutschen Offshore-Testfeld »alpha ventus« vom 1. November 2007 bis 30. September 2012 durchgeführt wurde. Das übergeordnete Ziel war die Nutzung der Offshore-Windenergie in Deutschland wirtschaftlicher, sicherer und besser planbar zu gestalten. Die wichtigsten Forschungsziele umfassten die Verifikation der Leistungskurve der einzelnen Windenergieanlage und der Strömungs- und Ertragsbedingungen des gesamten Windparks unter genauer zu beschreibenden Offshore-Bedingungen, die Absicherung des dynamischen Verhaltens einschließlich Wind-, Wellen- und Windparkbelastungen der Windenergieanlage sowie die Entwicklung von Monitoring-Verfahren zur Überwachung des Betriebsverhaltens.

Im Verbundforschungsprojekt OWEA arbeiteten die Projektpartner Universität Stuttgart, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (ForWind), Leibniz Universität Hannover (ForWind) und die UL International GmbH (DEWI) zusammen. Integriert in das OWEA-Projekt wurden Vorhaben der Partner Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Adwen GmbH und Senvion SE.

Geleitet wurde das OWEA-Projekt durch Prof. Dr. Martin Kühn zunächst von der Universität Stuttgart, ab April 2010 dann von der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg aus.

Wesentliche im OWEA-Projekt erzielte Ergebnisse sind ein verbessertes Verständnis des atmosphärischen Einflusses auf die Leistungsabgabe einzelner Windenergieanlagen (WEA) sowie ganzer Windparks, die Erprobung von unterschiedlichen LiDAR-Messverfahren zur Leistungskurvenbestimmung und Untersuchung der Strömungsverhältnisse offshore, eine Verbesserung der Modellierung der Offshore-Verhältnisse in komplexen dreidimensionalen sowie stark parametrisierten eindimensionalen Windfeldmodellen. Ein neuartiges stochastisches Modell zur Beschreibung der Offshore-Windbedingungen wurde im Rahmen des Projekts ebenso entwickelt wie CFD-Modelle, die zur Untersuchung von nahem Nachlauf, fernem Nachlauf, Windparkströmung und Nachläufen ganzer Windparks geeignet sind. Schließlich konnten Berechnungswerkzeuge für den Entwurf von Offshore-Windenergieanlagen mit verzweigten Tragstrukturen (z.B. Tripod und Jacket) entwickelt und validiert werden. Diese haben inzwischen auch ihre Anwendung in der industriellen Praxis gefunden. Außerdem zeigten im Rahmen des Projekts durchgeführte Untersuchungen zur Machbarkeit und dem Potenzial von Lastmonitoringsystemen, die auf Standarddaten basieren, eine erfolgreiche Anwendbarkeit eines auf neuronalen Netzen basierenden Systems an.