TUHH-Wissenschaftler setzen mit schwimmenden Windkraftturbinen auf erneuerbare Energie

27.02.2020

Die FLOATGEN - Frankreichs erste Offshore-Windkraftanlage.
Die FLOATGEN - Frankreichs erste Offshore-Windkraftanlage. Foto: Ideol, V. Joncheray

Forscherinnen und Forscher des Instituts für Fluiddynamik und Schiffstheorie der Technischen Universität Hamburg (TUHH) untersuchen in dem Verbundprojekt „Validierung, Messung und Optimierung von schwimmenden Windenergiesystemen“ (VAMOS) im Meer verankerte Windkraftanlagen. Das Projektteam möchte herausfinden, wie solche schwimmenden Anlagen optimiert und deren Kosten gesenkt werden können. Ziel des Verbundprojekts ist es, größere Windressourcen zu nutzen und erneuerbare Windenergie konkurrenzfähig zu machen. Durchgeführt werden die Forschungen an der französischen Offshore-Windkraftanlage FLOATGEN.

Die FLOATGEN ist eine von weltweit fünf schwimmenden Windenergieanlagen, bei denen 60 Meter hohe Windturbinen mit Hilfe eines 36 mal 36 Meter großen Beton-Fundaments im Atlantik verankert sind. Im Gegensatz zu im Meeresboden fest gegründeten Anlagen können die schwimmenden Anlagen in tieferen Gewässern eingesetzt werden. Dadurch steht mehr Fläche für die Erzeugung von regenerativer Windenergie zur Verfügung. „Mit dem VAMOS-Projekt wollen wir den Einsatz von Windenergie fördern und wettbewerbsfähig gegenüber Atomkraftanlagen oder auch Kohlekraftwerken werden. Indem wir neue Technologien wie schwimmende Windkraftanlagen perfektionieren, kann der Umstieg von fossilen auf erneuerbare Stromquellen gelingen“, sagt TUHH-Forscher Christian Schulz.

Nun starten die Untersuchungen des deutsch-französischen Projekts VAMOS an der französischen Windkraftanlage FLOATGEN für sechs Monate mithilfe einer Messkampagne und einer Validierungsstudie. Gemessen werden dabei die Wellenhöhen und –perioden sowie die Geschwindigkeit der Strömungen im Wasser, sowie die Windgeschwindigkeit vor und hinter dem Turbinenrotor, um die dynamischen Lasten auf die Struktur der schwimmenden Plattform bestimmen und die Risiken einschätzen zu können. Im Rahmen der Validierungsstudie entwickeln Forscherinnen und Forscher des TUHH-Instituts ein numerisches Verfahren zur Simulation der Strömung über und unter Wasser. Dabei werden sowohl vereinfachte als auch umfangreiche mathematische Modelle verwendet. Die Ergebnisse aus den Messungen werden mit jenen aus der Studie verglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen direkt für den Entwurf eines verbesserten und kostengünstigeren Reglers für die Windturbine verwendet werden, um die Dynamik der Turbine zu optimieren und die aerodynamischen Lasten auf den Rotor und damit auf die Plattform zu reduzieren.

An dem deutsch-französischen Projekt waren neben dem TUHH-Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie sechs weitere Partner beteiligt: der Lehrstuhl für Windenergie (SWE) der Universität Stuttgart, das Forschungslabor für Hydrodynamik, Energetik und Atmosphärische Umwelt der Ecole Centrale de Nantes (ECN), die sowento GmbH sowie die GL Garrad Hassan Deutschland GmbH, die UL International GmbH und Ideol SA als assoziierte Partner.


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