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Abb. 1: Der Windpark alpha ventus. In den beiden vorderen 3er-Reihen im Bild befinden sich die Areva und in den hinteren die REpower-Anlagen. Klein im Hintergrund ist die Forschungsplattform FINO 1 zu sehen. Rechts unten sieht man das benachbarte Umspannwerk mit Helikopterlandeplatz.
© AREVA Wind / Jan Oelker
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Stresstest mitten im Meer

Viele Menschen kennen RAVE (englisch für „rasen, toben“) aus der Musik, wo es für ein Techno-Tanzevent steht. Im Kontext Offshore-Windenergie verbirgt sich hinter RAVE – research at alpha ventus eine große Forschungsinitiative, die die Nutzung der Windenergie im „tobenden“ Meer untersucht. Sie begleitet mit mehr als 40 Projektpartnern Bau und Betrieb des Offshore-Testfelds alpha ventus. Ihr Ziel ist, grundlegende Erkenntnisse zur Optimierung der Offshore-Windenergie zu gewinnen.

Im April 2010 ging das Testfeld alpha ventus, 45 km nördlich von Borkum in 30 m tiefem Wasser gelegen, mit 12 Windenergie-Anlagen der 5-MW-Klasse im Raster von ca. 800 x 800 m in Betrieb. Je zur Hälfte stammen die Anlagen von den Firmen REpower mit einer Jacket-Konstruktion und Areva Wind mit einer Tripod-Konstruktion. Bauherr und Betreiber des Testfelds ist die Deutsche Offshore-Testfeld und Infrastruktur GmbH & Co. KG (DOTI). Diese ist ein Konsortium der drei Energieversorgungsunternehmen EWE, E.ON und Vattenfall. Vier der Anlagen sind mit zahlreichen Sensoren bestückt, um die von außen auf die Konstruktion wirkenden Kräfte sowie möglichst viele Betriebsdaten zu ermitteln. Insbesondere die Betriebsdaten und –erfahrungen sollen in ein „Monitoring der Offshore-Windenergienutzung in Deutschland (OWMEP)“ eingehen. Bei Wahrung der Vertraulichkeit der Betriebsdaten haben auch andere internationale Betreiber von Offshore-Windparks ihre Teilnahme am OWMEP angeboten. Allen Teilnehmern wurde der Schutz der Daten zugesichert.

Über eine parkinterne Verkabelung sind die 12 Anlagen mit dem gleichfalls auf einer Plattform installierten Umspannwerk im Testfeld verbunden. Hier wird der Strom in 110 kV transformiert und über eine 60 km lange Drehstromverbindung zum Festland geleitet. Alpha ventus steht in unmittelbarer Nachbarschaft zur Forschungsplattform FINO 1.

Rund 40 Forschungsinstitute, Firmen und Behörden arbeiten in der Forschungsinitiative RAVE in 34 Einzelprojekten mit. Zentrale Bausteine im Konzept sind die Projektkoordination, die das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik – IWES mit dem RAVE-Steuerungskomitee übernommen hat, und der zentrale Messservice, den das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) betreut.

Themengebiete von RAVE sind:

  • Betrieb, Messtechnik und Koordination
  • Gründungs- und Tragstrukturen
  • Anlagentechnik und Monitoring
  • Netzintegration
  • Strömungen und Turbulenzen im Windpark
  • Ökologische Begleitforschung
  • Sicherheit und gesellschaftliche Akzeptanz

 

Dieses BINE-Themeninfo stellt drei zentrale Forschungsbereiche näher vor. Im ersten Kapitel geht es um die Verbesserungen an den Anlagen selbst sowie an Rotorblättern und Gründungsstrukturen. Themen sind dabei die laufenden Untersuchungen der Anlagentechnik sowie Möglichkeiten einer Kostenreduktion, Gewichtseinsparung und Optimierung der Wartungsintervalle. Die umfassende Begleitforschung steht im Mittelpunkt des anschließenden Beitrags. Vorgestelltwerden ozeanographische und geologische Untersuchungen, in deren Rahmen u. a. die Kolkbildung erforscht wird. Die ökologische Begleitforschung mit dem Standarduntersuchungskonzept StUK rundet diesen Beitrag ab. Die Frage, wie man große Mengen offshore erzeugten Windstroms ins Stromnetz integrieren und Angebot und Nachfrage besser aufeinander abstimmen kann, ist Thema des dritten Beitrags. Hier werden u. a. die Anforderungen der sogenannten Systemdienstleistungen des Stromnetzes an den Windstrom, ein Windpark Cluster Management und die Windleistungsprognose angesprochen.

Gesellschaftliche Akzeptanz

Ein Ausbau der Offshore-Windenergie bedarf der gesellschaftlichen Akzeptanz. Daher werden in einem vom BMU geförderten, interdisziplinären Projekt Erwartungen und Erfahrungen der Bevölkerung vor und nach der Errichtung von Offshore-Windparks erhoben. Das Projekt wird koordiniert von der AG Gesundheits- und Umweltpsychologie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. In zwei Erhebungen in 2009 und 2011 wurden Anwohner, Touristen und regionale Experten in verschiedenen Küstenregionen an Nord- und Ostsee mit und ohne Offshore-Parks befragt. Im Frühjahr 2012 folgen Anwohner-Workshops, im Sommer eine dritte Befragung. Ein Zwischenergebnis ist, dass küstenferne Windparks besser akzeptiert werden als küstennahe. Das Projekt hat zum Ziel, Handlungsempfehlungen zur Akzeptanzsteigerung und für eine möglichst konfliktarme Ausbaustrategie abzuleiten.

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Adressen

Anlagentechnik
BSH

Grundlagen- und ökologische Begleitforschung
Fraunhofer IEE

Netzintegration und Gesamtkoordination
Leibniz Universität Hannover, FI

Konferenz

RAVE International Conference
May 8 – 10, 2012
Bremerhaven, Germany
www.rave2012.de

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BINE-Fachbuch

Filme

Ein 16-minütiger Film in deutscher und in englischer Sprache via youtube.

RAVE Online

Das Portal der Forschungsinitiative RAVE gibt einen Überblick über sämtliche Themen in Form von Infoblättern, einer Dokumentation mit Aufnahmen von alpha ventus, Forschungsprojekten und 3-D-Animationen an.

Auch das Testfeld alpha ventus ist im Netz vertreten. Dort findet man einen Überblick über Bau und Betrieb des Testfelds sowie Neuigkeiten.

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesen Projekten:

0325002 A-D
0325093
0325170 A-B
0327551
0327564 A-E und G
0327577
0327585
0327618
0327618 A
0327642 A
0327648
0327686 A
0329924 B-C und F
03KP204 A-D