Enertrag Betrieb übernimmt technische Betriebsführung Forschungswindpark in Krummendeich

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Krummendeich - Der neue Forschungswindpark WiValdi im Landkreis Stade in Niedersachsen soll wichtige Erkenntnisse zur technologischen Weiterentwicklung von Windenergieanlagen und zur Steigerung ihrer Wirtschaftlichkeit liefern. Für die technische Betriebsführung hat das Enertrag Tochterunternehmen Enertrag Betrieb jetzt den Zuschlag erhalten.

Wie lässt sich Wind am effektivsten für die Stromerzeugung nutzen? Wie müssen die Anlagen dafür aussehen und können Windenergieanlagen eigentlich noch leiser sein? Im Forschungspark Windenergie in Krummendeich im Landkreis Stade wird diesen Fragen wissenschaftlich nachgegangen. Betreiber ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der technische Dienstleister Enertrag Betrieb hat sich in einer öffentlichen Ausschreibung für die technische und kaufmännische Betriebsführung durchgesetzt und übernimmt diese für die kommenden Jahre. Die kaufmännische Betriebsführung liegt beim Partner GP Joule Service.

Forschungswindpark soll technologisches Entwicklungspotenzial erschließen

Mit dem Forschungspark Windenergie WiValdi (WindValidation) verfügt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Standort Krummendeich nahe der Elbmündung im Landkreis Stade über eine einzigartige Großforschungsanlage. Die Einrichtung ermöglicht wissenschaftliche Analysen im Originalmaßstab mit einem bisher unerreichten Detailgrad unter realen Umweltbedingungen. Ziel ist es, die Windenergie mit all ihren Einflussfaktoren besser zu verstehen.

Enertrag Betrieb wird im Rahmen der technischen Betriebsführung bei den Forschungsanlagen sowohl die Leistung als auch die Akustik überwachen. Neben einigen Geräuschminderungsmaßnahmen am Rotorblatt, die über das Design, Profile oder einer Kantenmodifizierung (beispielsweise durch gezahnte Kanten) erreicht werden können, geht es dabei vor allem um eine geschickte Regelung.

„Die Herausforderung besteht darin, die Anlagen so zu betreiben, dass auch während und trotz der Forschungskampagnen eine höchstmögliche Leistung erzielt werden kann. Dies muss durch eine geschickte Betriebsführung unterstützt werden. Dabei ist eine optimale Zusammenarbeit von Forschenden, Überwachung, Betriebsführer und unserer Betriebsführungssoftware Powersystem entscheidend“, so der Leiter Betriebsdienste bei Enertrag Betrieb Andre Reichert.

Spezieller Aufbau des Forschungswindparks: Lineare Anordnung von Turbinen und Messmasten

Stetige Winde aus der Hauptwindrichtung Westsüdwest zeichnen die Lage des Forschungsparks aus. Am Standort des Forschungswindparks die beiden Windenergieanlagen Opus 1 und Opus 2 zu Forschungszwecken bewusst hintereinander gebaut. Bei den Anlagen handelt es sich um zwei identische Enercon E-115 EP3 Windenergieanlagen mit jeweils 4,26 MW Leistung, 150 Metern Höhe und 116 Metern Rotordurchmesser. Jede Anlage verfügt über etwa 1.300 Sensoren, die detaillierte Informationen, besonders über die Rotorblätter, liefern. Diese Anlagen sind weltweit einzigartig in der umfassenden Messtechnik, die von der Basis bis zur Blattspitze reicht. Zusätzlich zur fest eingebauten Sensorik können weitere Sensoren hinzugefügt werden, um Daten zu validieren und abzugleichen.

Für die Forschung ist die räumliche Anordnung der beiden Windenergieanlagen ein willkommenes Feld für die Sammlung von Daten, denn zur Erreichung der Ausbauziele für Windenergie ist es wichtig, zukünftig möglichst viele Anlagen auf kleinstem Raum aufzustellen. Besonders interessant sind daher die Messung des direkten Nachlaufs hinter der ersten Anlage und die Leistungsmessungen der zweiten Anlage in Verbindung mit den metereologischen Messungen. Dies soll Aufschluss darüber geben, wie effizient man bei dichtester Aufstellung der Anlagen sein kann.

Forschungsschwerpunkt: Messung des turbulenten Nachlaufs

Die aus kommerzieller Betreibersicht ungünstige, aus Forschungssicht hingegen interessante Konfiguration der beiden Windenergieanlagen (in Hauptwindrichtung hintereinander) lässt Untersuchungen und Experimente in der Nachlaufströmung zu. Um die Eigenschaften des turbulenten Nachlaufs detailliert zu erfassen, sind insgesamt fünf meteorologische Messmasten auf dem Forschungspark errichtet. In Hauptwindrichtung vor der Opus 1 steht ein 150 Meter hoher, IEC konformer Messmast. Die Sensorik auf diesem Messmast erfasst das einströmende Windfeld genau. Sobald das Windfeld auf Opus 1 trifft, entsteht eine komplexe, turbulente Nachlaufströmung.

Diese Nachlaufströmung wird vom Messmasten-Array, bestehend aus drei Messmasten (100 m, 150 m und 100 m), erfasst, das direkt in Hauptwindrichtung vor Opus 2 platziert ist. Durch das Array lässt sich über die gesamte Rotorfläche von Opus 2 das turbulente Windfeld erfassen, bevor es auf Opus 2 trifft. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Auswirkungen der Nachlaufströmung zu erforschen bzw. Methoden zur Reduzierung oder Ablenkung der Nachlaufströmung zur Erhöhung der Effektivität des gesamten Parks zu validieren.