Mehr Energieeffizienz von Windkraftanlagen durch SmartEole

26.5.2015 Das Projekt SmartEole zielt darauf ab, die Effizienz von Windkraft und die Lebensdauer von Windenergieanlagen durch innovative Steuerungslösungen zu verbessern.

Eine der wichtigsten Herausforderungen und Ziele der Forschung im Bereich Windenergie ist es, die Energiekosten zu reduzieren. Die Entwicklung und Anwendung von fortgeschrittenen Kontrollsystemen bei Windturbinen ist eine Möglichkeit, um die Leistung zu optimieren und Produktionsgewinne zu erzielen.

Das Projekt SmartEole wird über einen Zeitraum von 3 ½ Jahren laufen und vom Labor der Universität von Orleans, PRISME, in Zusammenarbeit mit drei weiteren Forschungspartnern geleitet und durchgeführt. Die Partner sind das französische Forschungsinstitut IFP Energies nouvelles (IFPEN), das Labor für Mechanik in Lille (LML -CNRS Universität Lille 1 / École Centrale de Lille) und das Labor für Systemanalyse und -Architektur (LAAS-CNRS). Zwei Partner aus der Industrie gehören ebenfalls zum Projektkonsortium: Maia Eolis und Avent Lidar-Technologie [1].

SmartEole soll zur Entwicklung von Kontrolltechniken beitragen, die die Bedingungen für den Betrieb von Windenergieanlagen optimieren. So werden zum Beispiel Sensorsysteme entwickelt, die die Geschwindigkeit, die Richtung und die Intensität des Windes noch vor dem Auftreffen auf der Turbine genau erfassen können. Diese genauen Messwerte für den einfallenden Wind ermöglichen es, Steuerstrategien in Echtzeit anzupassen und somit die Ausrichtung der Rotornabe und der Rotorblätter optimal zu steuern. Durch die Messung der Windströmungen können die Rotorblätter bestmöglich ausgerichtet und Windveränderungen besser vorhergesagt werden. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der mechanischen Beanspruchung der Baustruktur (Turm und Rotorblätter), wodurch die Wartungskosten reduziert und die Lebensdauer der Anlage verlängert werden können. SmartEole soll zudem diese neue Strategie der Energieeffizienz durch innovative Konzepte ergänzen, um z.B. Schwankungen in der mechanischen Beanspruchung durch eine aktive Steuerung der Luftströme im Bereich der Rotorblätter zu reduzieren.

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Steuerungstechnologien lassen sich somit auf mehreren Ebenen anwenden, sowohl auf die Rotorblätter der Windturbine, als auch die Windturbine selbst oder sogar den gesamten Windpark. Diese Forschungsprojekte ermöglichen Grundlagenforschung im Labor bis hin zu großangelegten Demonstrationsprojekten und dem Bau von neuen Anlagen.

Zwei Arten von Experimenten sind geplant:

- Feldexperimente in einem Windpark von Maia Eolis basierend auf Steuerungsstrategien, die von IFPEN mit den Avent Lidar-Technologie-Sensoren [2] entwickelt wurden;

- Windkanalmessungen in den Laboren LML und PRISME

Die Entwicklungen stützen sich auf das Wissen und die Erfahrung der Projektpartner im Bereich Windenergie und Lidar-Systeme (Fernerkundungssysteme) sowie deren Kompetenzen in der Messtechnik und Strömungsmechanik.

Man darf schon jetzt auf die Ergebnisse gespannt sein.

[1]
Avent Lidar Technology entwickelt und produziert die Lidar-Systeme ‘Wind Iris’, die in Windkraftanlagen integriert sind. Advent gehört zur LEOSPHERE-Gruppe, einem Hersteller von Lidar-Systemen mit kurzer und langer Reichweite, genannt Windcube, und Weltmarktführer im Bereich der Windenergie, der Flughafensicherheit und der operativen Meteorologie.

IFP Energies nouvelles (IFPEN, bis 2010 Institut Français du Pétrole, IFP) ist ein französisches Forschungsinstitut mit Sitz im Pariser Vorort Rueil-Malmaison. Es ist international tätig und seine Aktivitäten umfassen die Bereiche Energie, Verkehr und Umwelt. Ziel ist es, die technologische Innovation in den Mittelpunkt zu stellen und dadurch eine Brücke zwischen Forschung und Industrie zu schlagen.

LAAS-CNRS ist eine Forschungseinheit zur Systemanalyse und -Architektur des CNRS (nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung). Das CNRS ist dem Forschungsministerium unterstellt und widmet sich der Grundlagenforschung.

Das LML ist ein im Jahr 1985 gegründetes Labor, das sich auf drei Forschungsschwerpunkte der Mechanik konzentriert: Strömungsmechanik, die technische Zuverlässigkeit von Werkstoffen und Strukturen sowie Bautechnik.

Maia Eolis, eine Tochtergesellschaft der MAÏA Gruppe, an der GDF Suez 49% der Anteile besitzt, beschäftigt sich mit der Konzeption, dem Bau, dem Betrieb und der Instandhaltung von Windparks.

PRISME ist ein multidisziplinäres Labor der Universität Orleans mit Fokus auf Innovationen in den Bereichen Verkehr, Energieumwandlung und Umwelt.

[2] LiDAR (Abkürzung für Light detection and ranging), auch LaDAR (Laser detection and ranging), ist eine dem Radar (radio detection and ranging) sehr verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt Radiowellen, wie beim Radar, werden Laserstrahlen verwendet.

Quelle: " Améliorer l'efficacité énergétique des éoliennes : lancement du projet ANR SmartEole sur les technologies de contrôle", Pressemitteilung des französischen Forschungsinstituts IFP Énergies nouvelles (IFPEN) www.ifpenergiesnouvelles.fr/