Machbarkeitsstudie startet 03.05.2013, 12:52 Uhr

Jülicher Forscher wollen Teststand für Windräder der nächsten Generation

Das Forschungszentrum Jülich will einen Teststand für die Windkraftanlagen der nächsten Generation errichten. Diese Windräder werden fast zehnmal mehr Strom erzeugen, als die heutigen. Eine Machbarkeitsstudie soll nun zunächst klären, ob eine solche Test-Anlage gebaut werden kann.

Arbeiten an einer Windkraftanlage: Um die Anlagen vom Stromnetz trennen zu können, müssen ältere Anlagen nachgerüstet werden.

Arbeiten an einer Windkraftanlage: Um die Anlagen vom Stromnetz trennen zu können, müssen ältere Anlagen nachgerüstet werden.

Foto: dpa/Ingo Wagner

Großes im Wortsinne plant man am Forschungszentrum Jülich in Nordrhein-Westfalen: Einen Teststand für die Windkraftanlagen der nächsten Generation. Diese Windräder werden eine Leistung von 10 bis 20 Megawatt bringen. Damit können sie fast zehnmal mehr Strom erzeugen, als die heutigen Windräder. Allerdings sind für diese Leistungsdaten technische Komponenten in den Anlagen notwendig, die um ein Vielfaches größer sind als die heute verwendeten. Vor allem die Getriebe stoßen in extreme Dimensionen vor. Dabei sind schon die heutigen Getriebe äußerst wartungsintensiv. Ein sehr wichtiger Kostenfaktor für die Frage der Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen. Und eine weitere sehr wichtige Frage ist, ob diese Komponenten den realen Bedingungen vor Ort überhaupt gewachsen sind.

Witterungsunabhängiger Prüfstand notwendig

„Um die Lebensdauer der Bauteile für große Leistungsbereiche zu verbessern, werden großskalige Messstände benötigt, mit denen sich die Komponenten – insbesondere die Getriebe – unabhängig von der Witterung unter realistischen Bedingungen testen lassen“, erläutert Professor Harald Bold, Mitglied des Vorstandes des Forschungszentrum Jülich.

Nordrhein-Westfalen ist der weltweit wichtigste Produktionsstandort für Getriebe von Windkraftanlagen. Das Forschungszentrum Jülich will nun prüfen, ob sich die in der Region angesiedelte Industrie und Forschung durch den Aufbau eines Großprüfstands technisch und betriebswirtschaftlich sinnvoll fördern lässt.

Deshalb wird jetzt erst einmal eine Machbarkeitsstudie initiiert, um zu überprüfen, ob ein solcher Prüfstand auf dem Standort des Forschungszentrum Jülich überhaupt zu realisieren wäre. Denn dort arbeiten Forschungsgruppen an hoch- und ultrahochauflösenden Mikroskopen. Ein Monstergetriebe der neuen Generation erzeugt naturgemäß eine Menge Schwingungen. Und die könnten die Mikroskope derart stören, dass es nicht mehr möglich ist, mit ihnen sinnvoll zu arbeiten. „Wir wollen prüfen, ob sich ein Messplatz dieser Größenordnung auf dem Jülicher Campus mit zahlreichen hochempfindlichen Instrumenten integrieren lässt. Das ist wichtig, damit die heutigen und zukünftigen wissenschaftlichen Arbeiten am Forschungszentrum nicht gestört werden“, erklärt Dr. Ghaleb Natour, Direktor des Zentralinstituts für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA-1), das die Studie durchführt.

Großprüfstand wird enorme Erschütterungen hervorrufen

Schwingungsmessungen und Computersimulationen sind daher Bestandteil der Machbarkeitsstudie. Klar scheint zu sein, dass ein solcher Großprüfstand ganz enorme Erschütterungen im Erdreich hervorrufen wird. Denn für die realistische Simulation der Kräfte, die bei einer Windkraftanlage im Leistungsbereich von 10 bis 20 Megawatt auftreten, braucht es eine Testeinrichtung von gewaltigem Ausmaß. Langzeittest, die Aussagen zur Lebensdauer der Komponenten ermöglichen, müssten unter Überlast-Bedingungen durchgeführt werden und benötigen eine Antriebsleistung, die deutlich über den Nennleistungen der zu testenden Windenenergieanlagen liegt.

Ein Motor, der die entsprechenden Antriebskräfte aufbringt, ist noch nicht in Sicht, er muss erst entwickelt werden. Sein Gewicht von rund 500 Tonnen und die entsprechende Leistung von umgerechnet 10.000 bis 20.000 kW würden neue Maßstäbe setzten. Und zwar weltweit.

Die Landesregierung von Nordrhein-Westfalen steigt jetzt ein in die Finanzierung dieser Untersuchung. Insgesamt wird die Studie mit rund 318.000 Euro aus EU- und Landesmitteln unterstützt. Die Förderung der Studie erfolgt im Rahmen des Programms progres.nrw mit Mitteln aus dem NRW-Ziel-2-Programm.

Das Land NRW hat sich zum Ziel gesetzt bis zum Jahr 2020 rund 15 Prozent des Stroms durch Windenergie zu erzeugen. Und dafür sind mehr Anlagen, neue Anlagen und größere Anlagen nötig. Sonst ist dieses Ziel nicht zu erreichen. „Nordrhein-Westfalen profitiert nicht nur ökologisch, sondern als Produktionsstandort auch ökonomisch von der Windenergie. Insbesondere Anlagen der neuen Generation können verlässlich große Mengen an klimafreundlichen Strom produzieren, ihre Fertigung kurbelt außerdem die Wirtschaft in NRW an“, sagt dazu NRW-Umwelt- und Klimaschutzminister Johannes Remmel.

Frage des Transports über bestehende Straßen muss geklärt werden

Und genau das ist das Problem. Die Anlagen der neuen Generation werden rein räumlich Dimensionen mit sich bringen, die Fragen aufwerfen. So ist es fraglich, ob die Komponenten der neuen Generation der Windkraftanlagen überhaupt über das bestehende Straßennetz nach Jülich zur Testanlage transportiert werden können. Zusammengebaut erreichen die Antriebsgondeln eine Länge von etwa 25 Metern. Die Machbarkeitsstudie soll daher auch klären, ob solche Monsterantriebe über die bestehenden Verkehrswege bis zum Forschungszentrum Jülich zu transportieren sind.

Ende des Jahres werden alle schlauer sein. Dann ist die Machbarkeitsstudie abgeschlossen. Und dann ist klar, ob Nordrhein-Westfalen seine Spitzenposition im Bereich der Windenergie halten oder sogar ausbauen kann. Derzeit ist NRW eine von zwei maßgeblichen Cluster-Regionen in Deutschland im Bereich der Windenergie. Der geplante Großprüfstand in Jülich kann diese Pole-Position von NRW daher nur unterstützen. „Ein Großprüfstand ist notwendig, um die internationale Wettbewerbsfähigkeit der nordrhein-westfälischen, aber auch der deutschen Windindustrie nachhaltig zu sichern. Das Land hat sich gerade im Bereich der Windenergie zu einer innovativen Industrieregion entwickelt. Hier haben insbesondere weltweit führende Hersteller von Getrieben für Windenergieanlagen ihren Sitz“, betont Remmel.

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

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