WiValdi im Forschungspark Krummendeich

Der Forschungspark WiValdi befindet sich am Standort Krummendeich im Landkreis Stade, direkt an der Elbemündung. Stetige Winde aus der Hauptwindrichtung Westsüdwest zeichnen die Lage des Forschungsparks aus. Zwei Windenergieanlagen wurden zu Forschungszwecken bewusst hintereinander gebaut. Es handelt sich bei OPUS 1 und OPUS 2 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 ist die Messung des direkten Nachlaufs hinter der ersten Anlage und die Leistungsmessungen der zweiten Anlage in Verbindung mit den meteorologischen Messungen. Dies gibt Aufschluss darüber, wie effizient man bei dichtester Aufstellung der Anlagen sein kann.

Die technische Betriebsführung überwacht bei den Forschungsanlagen sowohl die Leistung als auch die Akustik. Neben einigen Geräuschminderungsmaßnahmen am Rotorblatt, die über das Design, Profile oder einer Kantenmodifizierung (beispielsweise durch gezahnte Kanten) erreicht werden kann, geht es vor allem um eine geschickte Regelung.

Andre Reichert, Leiter Betriebsdienste bei ENERTRAG Betrieb, erklärt:

„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.“

 

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, welches 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.

Quelle: ENERTRAG Betrieb GmbH

 


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