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Vorausschauende Windräder: Optimierte Regelungstechnik für Windenergieanlagen

Erst brachte er den Windenergieanlagen das Sehen bei. Jetzt sollen die Augen smarter werden: Professor David Schlipf und sein Doktorand Feng Guo am Windenergieinstitut der Hochschule Flensburg arbeiten an der Verbesserung der Anlagenregelung.

Vorausschauend: Professor David Schlipf, Doktorand Feng Guo und Studentin Thi Le lassen die Windenergieanlage mithilfe eines „Smarten“ Lidar-Systems Windböen erkennen.
Vorausschauend: Professor David Schlipf, Doktorand Feng Guo und Studentin Thi Le lassen die Windenergieanlage mithilfe eines „Smarten“ Lidar-Systems Windböen erkennen. – Foto: Marcel Schedat

David Schlipf führt seine Pionierarbeit, die er während seiner Promotion begonnen hat, konsequent fort. Damals konnte er weltweit erstmalig ein Lidar-Messgerät in einer laufenden Windenergieanlage einbinden. Mithilfe dieser Methode zur Messung der Windgeschwindigkeit kann die Anlage ihre Rotorblätter rechtzeitig aus dem Wind nehmen. Bevor eine nahende Böe sie erfasst. „So wird die Belastung reduziert. Die Anlage läuft ruhiger“, erklärt der Professor für Windenergietechnik am Institut für Windenergietechnik (WETI) der Hochschule Flensburg. Dank des Lidar-Systems kann die Windenergieanlage den Windstoß quasi sehen.

„Jetzt wollen wir das System aufmotzen“, sagt David Schlipf mit einem Lachen. Und man denkt sofort ans „Smart Home“, wenn Schlipf von der Entwicklung eines „Smart Lidar“ erzählt. An Apps, die man, ähnlich wie beim Smartphone, aufspielen kann. „Wir forschen im Rahmen eines Europäischen Forschungshaben an Applikationen, mit deren Hilfe die Rohdaten des Lidar Systems in bessere und auf die Situation angepasste Signale für die Anlage umgewandelt werden“, erläutert der Professor. Denn die bei den bestehenden Lidar-Systemen gewonnenen Rohdaten seien nur bedingt brauchbar für eine dauerhafte Echtzeit-Regelung der Windenergieanlage. Durch die Beachtung regelungstechnischer Aspekte oder die Anpassung an die Umgebung des Standortes (Offshore oder Bergkante) könne sich die Anlage künftig noch besser auf den Wind einstellen und miteinander kommunizieren, so Schlipf.

Jetzt wollen wir das System aufmotzen

Prof. Dr. David Schlipf, Professor für Windenergietechnik

Aber noch ein Ziel verfolgen Schlipf und sein Team: Mit einem smarten Lidar-System erhalten die Hersteller*innen von Windenergieanlagen die Möglichkeit, diese zu zertifizieren. Mithilfe der Applikationen könnten sie verschiedene Windszenarien an verschiedenen Standorten durchspielen und so beispielsweise zeigen, dass die Anlagen den Gegebenheiten am Berghang ebenso standhält wie denen an Offshore-Standorten.

Für die Forschung hat ein Lidar-Hersteller aktuell dem WETI einen neuen Prototyp gestiftet.