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Forschungstestfeld WINSENT im Video
Windenergieanlagen für die Berge optimieren
Der Wind muss sich seinen Weg über Hügel, Steilhänge und Waldgebiete bahnen: Wie Windenergieanlagen so gebaut und betrieben werden, dass sie auch in bergig-komplexem Gelände optimal eingesetzt werden können, untersuchen Forschende im Testfeld WINSENT. Ein neues Video zeigt, was dort möglich ist.
WINSENT wurde im September 2023 eröffnet. Das Testfeld liegt auf der Hochfläche der Schwäbischen Alb, direkt am sogenannten Albtrauf. An dieser steil abfallenden Kante existieren herausfordernde Windverhältnisse für die Rotoren: „Es ist zum Beispiel so, dass am Rotorblatt an der Unterkante des unteren Flügels – auf 6 Uhr-Stellung – eine ganz andere Windgeschwindigkeit herrscht, als an der Oberkante auf der 12-Uhr Stellung“, erläutert Maike Schmidt, Leiterin des Fachgebiets Systemanalyse am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Dadurch werde die Anlage mechanisch stark belastet. Sie und Andreas Rettenmeier, Koordinator des dazugehörigen Förderprojekts am ZSW, sprechen in dem Film über die Möglichkeiten, die das Testfeld für zukünftige Forschungsarbeiten bietet. Sie berichten von den Herausforderungen, die das Gelände an die Anlagen stellt, und wie sie diesen begegnen wollen.
Um das zu zeigen, hat das Filmteam auf dem Testfeld selbst, aber auch am Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG) der Universität Stuttgart sowie in den Büros des ZSW in Stuttgart gedreht. Die Universität Stuttgart ist einer von insgesamt sechs Projektpartnern aus dem süddeutschen Forschungscluster WindForS, die das Testfeld entwickelt und aufgebaut haben. Zum Testfeld gehören zwei Forschungsanlagen, vier 100 Meter hohe Messmasten, weitere Messtechnik im Feld und eine virtuelle Umgebung in einer Simulationssoftware – zusammen eine weltweit einmalige Infrastruktur.
Messkampagnen mit Coptern validieren Strömungssimulationsmodelle
Im aktuellen Folgeprojekt WINSENTvalid arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, die bisher entwickelten numerischen Modelle mithilfe von Messdaten zu validieren. Zuletzt haben Forschende der Universität Tübingen gemeinsam mit dem ZSW drei Copter zum Teil zeitsynchron über das Testfeld fliegen lassen, um den Wind zu vermessen. Dazu kommen die erhobenen Werte der Windmessmasten sowie der vorhandenen LiDAR-Systeme.
Ziel dieser sogenannten Intensive Operating Period ist es zum einen, den Einfluss des westlich liegenden Albtraufs zu erfassen. Dieser liegt in Hauptwindrichtung des Testfelds. Bei der aktuellen Messung waren die Bäume dort noch ohne Blätter. Weitere Messkampagnen bilden später den belaubten Zustand des Albtraufs ab. Die Messungen sollen zum anderen zeigen, wie der Turm einer der Forschungsanlagen umströmt wird, und wie sich der Wind im Nachlauf eines – hier zunächst stillstehenden – Rotorblattes verhält. Bei den folgenden Messkampagnen werden die Turmmessungen mit belaubtem Albtrauf wiederholt und auch die Nachlaufströmung der drehenden Rotoren erfasst. (mb)
