HUSUM Wind 2017

•••6••• Innovationen First offshore wind index “FROENIX” helps to identify the causes of power losses With the new “Fraunhofer IWES Offshore Wind Energy Index” (FROENIX), for the very first time Fraunhofer IWES makes it possible to use an enhanced methodology at offshore wind farms in the German Bight. FROENIX provides an opportunity to estimate the inter-annual power density variation at offshore wind farm sites. It reveals the percentage deviation of the average wind power density during one year compared to the average wind power density of the past five and ten years. As such, it allows wind farm operators and owners as well as grid operators to assess their wind farms’ power output in compari- son with the long-term average and to iden- tify the causes of power losses. The index is computed separately for each of the 13 offshore wind farm clusters – as defined in Bundesfachplan Nordsee 2012, (2012 Federal Plan for the North Sea). It is calculated from more than a decade of mesoscale simulations of the wind condi- tions over the German Bight with a reso- lution of 30 minutes in time. The horizon- tal resolution of the simulations is 2.1 km. These data (time series, wind fields and sta- tistics) can be made available on request. Furthermore, Fraunhofer IWES can also provide simulations which take the follow- on effects of large offshore wind clusters into account. The simulations did not take any wind farm effects within the German Bight into consideration. Consequently, the impact of the expansion of surrounding wind farms can be estimated by comparing the actual production data with the wind index data. Fraunhofer IWES offers a wide range of services for the offshore wind en- ergy industry. This includes energy yield and wind farm power performance assess- ments, offshore wind measurements, and numerical simulations of individual wind turbines, entire wind farms and even wind farm clusters, as well as large-scale tests of support structures and offshore construc- tion methods. The generation of wind energy depends to a significant extent on the changing weather conditions. This is why the yield from wind energy plants and farms fluctu- ates year-on-year. To ensure economic op- eration, it must be clarified whether the full potential output over the course of the year was achieved or reduced as a result of disruptive influences such as shadow- ing and sub-optimal plant operation. For a number of years now indexes have been used for onshore plants in Germany which allow the achieved wind farm output to be compared against the expected output. On the basis of this, operators can identify and remedy the causes of performance losses and thus increase profitability. The generation of wind energy de- pends to a significant extent on the changing weather conditions. Photo: Andrea Damm / pixelio.de Weniger Abschattungseffekte Münchner Forscher entwickeln neue Steuerungsmodelle für Optimierung von Windparks B ei Windparks ist das komplexe Wechselspiel der Kräf te schwer zu erfassen und noch schwerer zu steuern: Jeder ein- zelne Rotor beeinflusst die Bewe- gung der Luft, die an ihm vorbei- strömt, bremst sie ab und sorgt so für Verwirbelungen. Dieser Abschattungseffekt verrin- gert die Leistung der im Lee ste- henden Anlagen und belastet das Material – Masten, Rotorblätter und Generatoren, die ständig tur- bulenten Strömungen ausgesetzt sind, ermüden schneller. Forscher der TU München (TUM) konnten jetzt in Experimenten zeigen, dass sich die Abschattungseffek- te durch eine intelligente Steue- rungstechnik reduzieren lassen. „Der Ansatz besteht darin, den Nachlauf – also den von einer An- lage verursachten Windschatten – so abzulenken, dass er an den im Lee stehenden Anlagen vor- beiströmt“, erläutert Prof. Carlo Bottasso, Inhaber des Lehrstuhls für Windenergie an der TUM. Doch wie optimiert man die Luft- bewegung in einem Windpark? „Der Nachlauf lässt sich durch Gieren des Rotors ablenken – beim Gieren trifft der Wind nicht mehr frontal, sondern leicht von der Seite auf den Rotor“, erläu- tert Schreiber. Um herauszufin- den, wie sich die verschiedenen Einstellungen einzelner Anlagen auf die Energieausbeute ganzer Windparks auswirken, haben die Wissenschaftler Modelle gebaut. Wie echte Windkraftanlagen ver- fügen die nur 1,5 Meter hohen Mi- niatur-Anlagen über Generatoren, Antriebe und sogar Motoren zum Verstellen der einzelnen Blätter. Jedes Modell ist zudem mit Sen- soren ausgestattet, die ermitteln, welche Kräfte auf die verschiede- nen Komponenten einwirken. Mit drei dieser Modelle im Gepäck fuhren die Forscher nach Mailand. Am Politecnico di Milano befin- det sich ein Windkanal, der die Strömungsverhältnisse in den unteren Atmosphärenschichten maßstabsgetreu erzeugen kann. „Hier konnten wir tatsächlich zei- gen, dass der Abschattungseffekt die Stromausbeute verringert“, berichtet Schreiber. Im nächsten Schritt gingen die Ingenieure da- ran, den Energie-Output zu op- timieren: Sie verbanden die drei Modelle mit einer zentralen Steu- erungseinheit, welche ebenfalls am Lehrstuhl für Windenergie entwickelt wurde und als „Ge- hirn“ des Windparks agiert. Diese Steuerung sorgt dafür, dass die Windkraftanlagen ein möglichst gutes Ergebnis erzielen. Vorsicht hochspannend! Unsere 110-kV-Windsteckdose. www.netze-bw.de, Halle 1, Stand B09 FRISCHER WIND FÜR IHRE KARRIERE Besuchen Sie uns an Stand NCC07. WE CAN DELIVER ANYTHING … …but the wind. We‘ll work on that. EMS Chartering Member of EMS-FEHN-GROUP Hafenstraße 15 26789 Leer/Germany Phone: +49 (0) 491 928 150 Email: projects@emschartering.de