Leistung von Windparks soll per Laser vorhergesagt werden

18.09.2020 | 07:30

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Um starke und kurzfristige Änderungen der Windgeschwindigkeit besser voraussagen zu können, sollen Windfelder mit einem Laser vermessen werden, noch bevor der Wind den Windpark auf See erreicht. Daran arbeiten Forscher des Zentrums für Windenergieforschung an der Universität Oldenburg gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft.

Windrampen bringen Herausforderungen

Wenn sich in weniger als einer halben Stunde die Windgeschwindigkeit stark ändert, handelt es sich um sogenannte Windrampen. Treten sie unvorhergesehen auf, stellen sie Stromhändler und Netzbetreiber vor Probleme: Erzeugen Anlagen in Offshore-Windparks kurzfristig deutlich mehr oder weniger Strom als vorhergesagt, kann dies negative Auswirkungen auf das Stromnetz haben. Zusätzlich können Ausgleichszahlungen fällig werden.

Wettermodelle leisten gute Dienste

Um die Leistung von Offshore-Windparks vorherzusagen, verlassen sich die Betreiber bislang im Wesentlichen auf Wettermodelle. Diese Computermodelle können die Windleistung für Standorte auf der ganzen Welt einige Minuten bis mehrere Tage im Voraus recht zuverlässig vorhersagen. Anhand der Prognosen wird Windstrom an der Strombörse gehandelt. Netzbetreiber benötigen sie außerdem, um die erzeugte Windenergie optimal ins Stromnetz zu integrieren. Starke, kurzfristige Veränderungen der Windgeschwindigkeit lassen sich allerdings mit den derzeit verwendeten Methoden oft nicht zuverlässig genug vorhersagen.

Wind soll per Laser vermessen werden

Um die Vorhersage von Windrampen zu verbessern, wollen Wissenschaftler des Zentrums für Windenergieforschung (ForWind) an der Universität Oldenburg Laserstrahlen nutzen, um den Wind weit vor dem Windpark zu messen. Für ihr Forschungsprojekt „WindRamp – Beobachtergestützte Vorhersage von Netzengpässen und möglicher Einspeisung von Offshore Windenergie für die operative Netzbetriebsführung und Handelsprozesse“ erhält das Team um den Windenergieexperten Prof. Dr. Martin Kühn zusammen mit Projektpartnern rund 2,75 Millionen Euro. Gefördert wird das Vorhaben für drei Jahre vom Bundeswirtschaftsministerium.

An dieser Stelle setzt WindRamp an: Das Vorhaben zielt darauf ab, den Wind mit Laserstrahlen zu vermessen, bevor er den Windpark erreicht, also sozusagen stromaufwärts. Dafür wendet das Team die Fernerkundungsmethode Lidar (Light detection and ranging) an, die ähnlich funktioniert wie Radar. Lidargeräte nutzen Laserpulse, um Abstände und Windgeschwindigkeiten zu ermitteln. „Moderne Lidargeräte können Windfelder in zehn bis zwölf Kilometern Entfernung von einem Windpark bestimmen“, berichtet Kühn. Solche Messungen will das Projektteam nutzen, um eine sogenannte „beobachtergestützte Windleistungsvorhersage“ zu entwickeln.