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KIT ist Partner im Windenergie-Verbundvorhaben WINSENT

Windenergiestandorte in bergig-komplexem Gelände mit turbulenten Windfeldern im Fokus – Testfeld erlaubt Entwicklung und Erprobung maßgeschneiderter Technologien
Das Standbild aus der Video-Animation visualisiert die Windströme einer Anlage auf dem Windenergie-Testfeld WINSENT. (Bild: 2Dmedia/WindFors)
Das Standbild aus der Video-Animation visualisiert die Windströme einer Anlage auf dem Windenergie-Testfeld WINSENT. (Bild: 2Dmedia/WindFors)

Der Ausbau der Windenergie schreitet voran. Zunehmend werden auch bergige Gebiete erschlossen, in denen es zu unregelmäßigen Windströmungen und Luftverwirbelungen kommt. Wie man an solchen Standorten Windkraftanlagen optimal betreiben kann, untersuchen das KIT und seine Partner bald auf dem WindForS-Forschungstestfeld auf der Schwäbischen Alb. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg fördern das Projekt „Wind Science and Engineering in Complex Terrain" (WINSENT) mit rund 11,6 Millionen Euro.

Jedes Jahr gehen laut „Global Wind Energy Council“ weltweit Windenergieanlagen mit einer Leistung von insgesamt rund 63.000 Megawatt ans Netz – etwa ein Fünftel davon in bergigen Gebieten. Der Betrieb ist dort jedoch schwieriger als im flachen Gelände, denn die Ertragsprognosen sind unsicherer und die mechanische Belastung sowie die Wartungskosten höher. Die Frage, wie die Leistung der Anlagen optimiert und deren Lebensdauer verlängert werden kann, will nun das Forschungscluster WindForS beantworten, dessen Mitglied auch das Karlsruher Institut für Technologie ist. Unter der Federführung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) wollen die Windenergie-Experten im Zuge des Verbundvorhabens WINSENT ein Forschungstestfeld auf der Schwäbischen Alb, genauer: am Stöttener Berg bei Geislingen an der Steige, errichten.

Wissenschaftler des KIT forschen an drei Aspekten innerhalb des WINSENT-Vorhabens, um die komplexen Verhältnisse auf dem Testfeld zu beschreiben. Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT wird in Zusammenarbeit mit WindForS-Partnern lokale meteorologische Größen erfassen und modellieren. Die Instrumente auf den Masten und laser-gestützte Messgeräte am Boden bestimmen das Windfeld. Mit den Daten werden numerische Strömungsmodelle getestet und weiterentwickelt, die dann die Wind- und Turbulenzverhältnisse auf dem gesamten Testfeld, also auch zwischen den Messmasten, wiedergeben. Das Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik des KIT instrumentiert ein Fundament und sein Umfeld mit Sensoren, um Kräfte und Deformationen zu verfolgen sowie Rechenmodelle etwa zur Abstrahlung von Vibrationen oder zur langfristigen Standsicherheit auf Karstuntergrund zu verfeinern. Das Geophysikalische Institut des KIT vermisst Bodenschwingungen im Betrieb mit in Bohrlöchern versenkten Seismometern, um die Abhängigkeit der Schwingungen von Windstärke und -richtung aber auch von verschiedenen Bodenarten und jahreszeitlich unterschiedlichen Bodenzuständen wie etwa Frost zu klären.

Ein Windenergie-Testfeld in dieser Ausstattung und in derartig komplexem Gelände ist weltweit einzigartig. Die Ergebnisse von WINSENT sollen auf kommerzielle Großanlagen übertragbar sein und der Industrie neue technologische Impulse liefern, etwa für leisere, leichtere und leistungsstärkere Rotoren. Fest eingeplant ist darüber hinaus eine ökologische Begleitforschung. Dabei soll der Einfluss der Anlagen auf die Tiere und Pflanzen am Stöttener Berg genau untersucht werden. Für interessierte Bürger ist zudem ein Rundweg mit Schautafeln über das Gelände in Planung. Partner sind neben dem Karlsruher Institut für Technologie die Universität Stuttgart, die Eberhard-Karls-Universität Tübingen, die Technische Universität München und die Hochschule Esslingen.

Video-Film zum geplanten Testfeld.

Weitere Informationen in der Pressemitteilung 180/2016.


kes, 21.12.2016