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Forschungsflugzeuge der TU Braunschweig erfassen Windparkeffekte über der Nordsee

© TU Braunschweig / Stephan Kocks© TU Braunschweig / Stephan Kocks

Braunschweig, Oldenburg - Zwar stockt der Ausbau der Offshore-Windenergie in Deutschland aktuell, künftig ist mit Blick auf die Klimaschutzziele allerdings wieder eine dynamische Marktentwicklung zu erwarten. Bei zunehmender Dichte der Offshore-Windparks wird für die optimierte Parkauslegung dabei das Wissen um mögliche Beeinflussungen der Windfelder wichtiger.

Angesichts der begrenzten nutzbaren Flächen werden Offshore-Windparks in Clustern errichtet. Da im Windschatten hinter den Anlagen Nachlaufströmungen (Wakes) mit geringeren Windgeschwindigkeiten und stärkeren Turbulenzen entstehen, können sich Windparks und einzelne Anlagen gegenseitig beeinflussen. Mit verschiedenen Messmethoden werden dazu im Forschungsprojekt X-Wakes Daten erhoben, um Modelle für künftige Ausbauszenarien zu entwickeln. Erstmalig sind dabei zwei Forschungsflugzeuge der TU Braunschweig gleichzeitig im Einsatz.

Messdaten-Pool für realistische Vorhersagen des Energieertrags von Offshore-Windparks
Für das Forschungsprojekt X-Wakes unter der Koordination des Fraunhofer Instituts für Windenergiesysteme (Fraunhofer IWES) werden bei einer Messkampagne in diesem Sommer zwei Flugzeuge eingesetzt, um die räumliche Verteilung und die Erholung des Windfeldes vor und hinter Offshore-Windparks zu untersuchen. Für die letzten Messflüge im Projekt kommen dabei sogar erstmalig zeitgleich zwei Forschungsflugzeuge der Technischen Universität Braunschweig zur Erfassung hochaufgelöster meteorologischer Daten zum Einsatz.

Die Cessna F406 D-ILAB, das neue Forschungsflugzeug der TU Braunschweig, vermisst in den Messkampagnen die Anströmbedingungen. Eine Dornier 128 D-IBUF vermisst die Atmosphäre hinter den Windparks. Ausgestattet sind beide Flugzeuge mit einem Nasenmast zur Messung von Temperatur, Feuchte und Wind, sowie die Dornier 128 mit Kameras und einem Laserscanner zur Messung des Seegangs. Durch die gleichzeitigen koordinierten Flüge können zeitliche und räumliche Unterschiede voneinander getrennt bestimmt werden.

Im Rahmen des Projektes X-Wakes arbeiten die beteiligten Wissenschaftler mit einer Kombination aus sich ergänzenden Methoden. Neben den Messdaten aus den aktuellen Flügen stehen dazu umfangreiche Messdaten vor und hinter Offshore-Windparks aus vorangegangenen Flügen mit der Dornier 128 für die Auswertungen zur Verfügung. Außerdem können weitere Messdaten im Bereich der Nordsee und von Satelliten genutzt werden. Dabei handelt es sich um kontinuierlich erhobene meteorologische Daten aus stationären Messungen an verschiedenen Standorten in der Deutschen Bucht, z.B. auf Windenergieanlagen, Konverterstationen und an den FINO-Forschungsplattformen. Mit Hilfe von satellitenbasierten Fernerkundungsdaten wird die Ausdehnung der Nachläufe zudem großflächig analysiert.

Die Daten werden zur Weiterentwicklung von Modellen verschiedener Komplexität verwendet. Ziel ist es, realistische Vorhersagemodelle für den Ertrag von Offshore-Windparks zu entwickeln, um den weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie in der Nordsee zu optimieren.

Über das Projekt X-Wakes
Das Projekt X-Wakes wird in einem großen Konsortium unter der Koordination von Fraunhofer IWES durchgeführt. Ziel des Projekts ist eine Erfassung der Veränderungen der Windbedingungen für den Betrieb von Offshore-Windparkclustern bei großflächigem Ausbau. Projektpartner sind das Institut für Flugführung der TU Braunschweig, die Eberhard-Karls-Universität in Tübingen, das Helmholtz-Zentrum Geesthacht, das Karlsruhe Institut für Technologie, die Universität Oldenburg, und die UL International GmbH. Verschiedene Windpark-Betreiber und das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrologie sind als assoziierte Partner ins Projekt eingebunden. Das Forschungsprojekt, das am 01. November 2019 gestartet ist, wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über einen Zeitraum von drei Jahren bis Oktober 2022 mit insgesamt 3,4 Millionen Euro gefördert.

© IWR, 2021


30.07.2021

 



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