Saarbrücker Forscher wollen Wirkungsgrad erhöhen
Die Leistungsfähigkeit von Windkraftanlagen ist in den vergangenen Jahren rapide gewachsen. Von zwei Megawatt auf fünf, inzwischen laufen Tests für Windräder mit acht oder sogar zehn Megawatt Leistung und Rotorblättern, die mehr als 80 Meter lang sind. Gerade für die Offshore-Nutzung sind solche Entwicklungen wichtig. Vielleicht noch wichtiger ist aber, wie viel der eingespeisten Energie tatsächlich in Strom umgewandelt werden kann. Um diesen Wirkungsgrad zu verbessern, setzen Saarbrücker Forscher nun bei der Regelungstechnik an. Einfach gesagt: Der Betrieb des Windrades selbst soll so wenig Energie wie möglich verbrauchen.
Saarbrücker Forscher arbeiten an geschickten mathematischen Lösungen, die für bessere Wirkungsgrade bei Windräder sorgen sollen. An der Mechanik der Windräder soll sich nichts verändern. Eine neue Software soll die elektrischen Prozesse, die im Windrad ablaufen, effizienter steuern.
Foto: dpa/Bernd Wüstneck
„Unsere Aufgabe ist es, die elektrischen Prozesse, die im Windrad ablaufen, passgenau so anzusteuern und zu regeln, dass der Energieverlust minimiert wird und die Anlage trotzdem stabil, störungsfrei und optimal läuft“, sagt Professor Joachim Rudolph von der Universität Saarbrücken. Sein Team hat sich unter mehr als 500 Forschergruppen aus aller Welt als eines von 40 erfolgreich um eine Förderung beim Technologiekonzern ABB beworben. Das Energietechnik-Unternehmen sieht Rudolphs Vorhaben als „ein Forschungsprojekt, das die Zukunft der Energie- und Automationstechnik prägen wird“.
„Geschickte mathematische Lösungen“
Der Ansatz dazu ist ein mathematischer: „Hochleistungsfähige Algorithmen“ sollen die elektrischen Prozesse im Windrad effizienter machen. Für Nicht-Mathematiker übersetzt Rudolph das schlicht mit „geschickte mathematische Lösungen“. Projektmitarbeiter David Kastelan erklärt dazu: „Wir arbeiten mit einem mathematischen Modell und optimieren nur die Software, die die Technik steuert. An der Hardware, etwa an der Mechanik, ändern wir gar nichts.“
Professor Joachim Rudolph
Quelle: Zema
Im Ergebnis jedenfalls sollen die einzelnen Prozesse, die zwischen dem Drehen des Rades und der Einspeisung des Stroms ablaufen, so präzise koordiniert sein, dass Betriebsenergie eingespart wird – und das flexibel angepasst an jede Betriebssituation, also bei viel oder wenig Wind, bei extremer Kälte oder Hitze.
Erste Ergebnisse in einem Jahr
Wie viel Potenzial das hat, das wird die Forschung zeigen. Mit Einschätzungen zum möglichen Wirkungsgrad halten sich die Wissenschaftler noch zurück. In etwa einem Jahr erwarten sie erste Ergebnisse.
Das Saarbrücker Projekt beschränkt sich zwar auf eine bestimmte Bauart von Windkraftanlagen – solche, die zur Umwandlung der Bewegungsenergie in elektrischen Strom so genannte doppelt gespeiste Generatoren einsetzen. Diese Technik wird aber immer häufiger angewendet und kommt in rund zwei Dritteln der neuen Anlagen zum Einsatz. Wenn sich deren Wirkungsgrad deutlich erhöhen lässt, kann das der Windenergie als wichtigem Faktor der Energiewende also neuen Schub geben.
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