Bahn frei für ein neues Großprojekt an der Universität Oldenburg: Der Wissenschaftsrat hat den Neubau eines „Forschungslabors für Turbulenz und Windenergiesysteme“ befürwortet. Der Bau soll 20 Millionen Euro kosten und mehr als 130 ForscherInnen Platz bieten.
2.300 Quadratmeter groß soll der Neubau sein. So sieht es der Antrag vor, entstanden unter Leitung des Windenergieexperten Prof. Dr. Martin Kühn, des Turbulenzforschers Prof. Dr. Joachim Peinke und des Energiemeteorologen Dr. Detlev Heinemann. Herzstück des 20 Millionen Euro teuren Projekts ist ein so genannter turbulenter Windkanal. Hinzu kommen Labore für Experimente im Windkanal und im Freifeld.
Ein Bau für Physiker, Ozeanographen, Metereologen und Ingenieurwissenschaftler
Der Windkanal soll exakte Daten über das Betriebsverhalten von Windenergieanlagen und großer Offshore-Windparks liefern. Mehr als 130 WissenschaftlerInnen sollen den Windkanal nutzen, und zwar aus der Physik, Meteorologie, Ozeanographie und den Ingenieurwissenschaften. Sie stammen von den Universitäten Oldenburg und Hannover, der Jade Hochschule, des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (Bremerhaven) oder des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (Göttingen).
„Die Universität Oldenburg kann durch den Forschungsbau ihre Forschung zu Erneuerbaren Energien entscheidend stärken“, betont Universitätspräsidentin Prof. Dr. Babette Simon. „In den vergangenen zwei Jahren erhielten die Oldenburger Windenergieforscher einen auf Strömungssimulationen optimierten Parallelrechencluster sowie ein laser-optisches Fernerkundungssystem für dreidimensionale Strömungsmessungen im Windpark. Der neue turbulente Windkanal ermöglicht im Zusammenspiel mit Rechencluster und Fernerkundungssystem hocheffiziente Forschung – vor allem im Bereich der Offshore-Windenergie.“
Das Zusammenspiel von Turbulenzen und Windenergieanlagen untersuchen
Der Ausbau der Offshore-Windenergie ist ein zentrales Ziel im Programm der Bundesregierung zur Energiewende. „Ein wesentlicher Punkt für den bisher eher schleppenden Ausbau sind Wissensdefizite über das Betriebsverhalten großer Offshore-Windparks“, erklärt Kühn. Die Betriebserfahrungen von vergleichsweise kleinen Windparks an Land ließen sich nicht einfach übertragen. Ein genaues Verständnis der Wechselwirkung der Windenergieanlagen innerhalb der turbulenten atmosphärischen Strömungen im Windpark auf See sei essenziell für deren zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb.
Dieses Forschungsdefizit soll der turbulente Windkanal auf dem Campus Wechloy beheben: Geplant ist, Laborexperimente, Freifeldmessungen und numerische Simulationen zu kombinieren. Forschungsziel ist die Untersuchung des Zusammenspiels von atmosphärischer Turbulenz und Windenergiesystemen – also von Windparks, Windenergieanlagen und ihren Komponenten.
„Während traditionelle Windkanalversuche – zum Beispiel in der Luftfahrt – in besonders turbulenzarmen Strömungen durchgeführt werden, wollen wir gerade die Besonderheiten realer turbulenter Windströmungen untersuchen. Im Windkanal können wir turbulente Windfelder reproduzieren. Dies ermöglicht Versuche zur Turbulenzentwicklung auf Rotorblättern, einzelnen Modellwindenergieanlagen oder Anlagen in Windparkanordnungen“, erläutert Peinke.
Windböen frühzeitig erkennen
Ein weiteres Forschungsziel ist die Entwicklung von neuartigen Regelverfahren, die Turbulenzen kompensieren: Zukünftige Anlagen erkennen durch laser-optische Sensoren Windböen bereits frühzeitig. Durch die Regelung einzelner Anlagen in großen Windparks sollen Abschattungsverluste und zusätzliche Belastungen reduziert werden.
„Unsere Forschungen mit dem Windkanal können maßgeblich dazu beitragen, dass die Effizienz von Windparks gesteigert und die technischen und letztendlich auch finanziellen Risiken bei der Realisierung von Windparks eingeschränkt werden“, ergänzt Kühn.