Forschen im Windschatten Messkampagne zur Windenergienutzung in großen Offshore-Windparks

Im Zeitraum vom 6. bis 23. April 2021 hebt die Technische Universität Braunschweig mit ihrem Forschungsflugzeug ab: für Messungen in der Deutschen Bucht im Forschungsprojekt „X-Wakes“. In flug- und bodengestützten Messungen sammeln die Braunschweiger und ihre Partner Daten zu Nachlaufströmungen (Wakes) von Windkraftanlagen. Diese entstehen im Windschatten hinter den Anlagen und weisen geringere Windgeschwindigkeiten und stärkere Turbulenzen auf. Die Daten helfen dabei, Modelle zur Berechnung der Auswirkungen des Offshore-Windenergieausbaus zu verfeinern.

Das Forschungsflugzeug Dornier 128 der TU Braunschweig wird von Wilhelmshaven-Mariensiel aus zu Messflügen starten und hochaufgelöste meteorologische Daten liefern. Parallel dazu werden von der Universität Tübingen Messungen mit unbemannten Flugsystemen von der Insel Norderney aus durchgeführt. Ergänzend dazu liefern stationäre Messungen an verschiedenen Standorten in der Deutschen Bucht kontinuierlich meteorologische Daten. Mit Hilfe von satellitenbasierten Fernerkundungsdaten wird die Ausdehnung der Nachläufe von Offshore-Windparks großflächig analysiert. Messflüge werden im genannten Zeitraum wetterabhängig an ausgewählten Tagen stattfinden.

Modelle zur Vorhersage von Winderträgen

Im Projekt „X-Wakes“ möchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler herausfinden, wie sich die Windbedingungen in der Deutschen Bucht ändern, wenn Offshore-Windparks großflächig ausgebaut werden. Gemeinsam mit sechs Partnern, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), untersucht die TU Braunschweig Nachläufe und andere kumulative Effekte wie den „Global Blockage Effect“. Mit den Messergebnissen des Projekts werden Computermodelle weiterentwickelt, um mit diesen die Erträge der Windparks für künftige Ausbauszenarien unter realistischen Bedingungen vorhersagen zu können.

Hintergrund:

Die für Windenergie nutzbare Fläche in der Deutschen Bucht ist begrenzt. Daher werden Windparks meist in Gruppen, sogenannten Windparkclustern, gebaut. Solche Cluster können aus mehreren hundert Windturbinen bestehen. Während hinter den Anlagen Nachlaufströmungen entstehen, wird stromaufwärts der Wind durch Vorstaueffekte reduziert. Das hat zur Folge, dass die Anlagen, auf die der Nachlauf trifft, weniger Energie konvertieren und stärker belastet werden. Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen können sich Nachläufe über Entfernungen von mehr als 50 Kilometern erstrecken.

Partner:

Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Technische Universität Braunschweig, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (Zentrum für Windenergieforschung, ForWind), Eberhard Karls Universität Tübingen, Helmholtz-Zentrum Geesthacht, UL International GmbH