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Offshore-Windprognose: Forscher wollen Windrampen besser vorhersagen

© Uni Oldenburg, ForWind, Jörge Schneemann© Uni Oldenburg, ForWind, Jörge SchneemannOldenburg - Um die Leistung von Offshore-Windparks vorherzusagen, verlassen sich die Betreiber bislang im Wesentlichen auf Wettermodelle. Das reicht nicht immer für eine sichere Prognose aus. In Zukunft soll die Leistungsprognose noch zielgenauer sein.

Stromhändler und Netzbetreiber sind auf eine möglichst genaue Prognose der Stromeinspeisung angewiesen. Oldenburger Forscher wollen das Problem der Leistungsänderung durch Windrampen in vorhandene modellbasierte Vorhersageverfahren integrieren.

Offshore Windenergie und das Problem der Windrampen
Starke Änderungen der Windgeschwindigkeit in Zeiträumen von weniger als einer halben Stunde – das sind so genannte Windrampen. Treten diese unvorhergesehen auf, dann stellen sie Stromhändler und Netzbetreiber vor Probleme: Erzeugen Anlagen in Offshore-Windparks kurzfristig deutlich mehr oder weniger Strom als vorhergesagt, kann dies Auswirkungen auf das Stromnetz haben, eventuell werden auch Ausgleichszahlungen fällig. Um die Vorhersage von solchen Windrampen zu verbessern, wollen Wissenschaftler des Zentrums für Windenergieforschung (ForWind) an der Universität Oldenburg Laserstrahlen nutzen, um den Wind schon weit vor dem Windpark zu messen.

Verbesserung der Windleistungsprognose - Das Forschungsprojekt „WindRamp“
Zur Vorhersage der Leistung von Offshore-Windparks wird im Wesentlichen auf Wettermodelle zurückgegriffen. Diese Computermodelle können die Windleistung für Standorte auf der ganzen Welt einige Minuten bis mehrere Tage im Voraus recht zuverlässig vorhersagen. Anhand dieser Prognosen wird Windstrom an der Strombörse gehandelt. Starke, kurzfristige Veränderungen der Windgeschwindigkeit (Windrampen) lassen sich allerdings mit den derzeit verwendeten Methoden oft nicht zuverlässig genug vorhersagen.

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 nutzt das Team die Fernerkundungsmethode Lidar (Light detection and ranging). Moderne Lidargeräte können Windfelder in zehn bis zwölf Kilometern Entfernung von einem Windpark bestimmen“, so der Windenergie-Experte Prof. Dr. Martin Kühn. Solche Messungen will das Projektteam nutzen, um eine sogenannte „beobachtergestützte Windleistungsvorhersage“ zu entwickeln.

Ziel: Verbesserung der Windleistungs-Vorhersagemodelle für Offshore Windparks
Die neue Art der beobachtergestützten Prognose soll letztendlich in bestehende modellbasierte Vorhersageverfahren integriert werden. Dabei stehen die Forscherinnen und Forscher vor mehreren Herausforderungen: Sie müssen beispielsweise berücksichtigen, dass der Wind nur selten völlig gleichförmig strömt, zudem kann sich das Windfeld zwischen dem Messpunkt und dem Windpark noch verändern und der Wind kann mit der Höhe stärker werden. Das Forschungsteam strebt zusätzlich an, auch die Reichweite und die Auflösung von Lidar-Geräten zu verbessern. Ziel ist es, den Zeithorizont der Vorhersagen zu erweitern. Die erforderlichen Messdaten wird in einer etwa zweijährigen Messkampagne im Offshore-Windpark Nordergründe nordöstlich von Wangerooge erhoben.

Zum Projektkonsortium gehören neben ForWind das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme in Oldenburg sowie die Unternehmen energy & meteo systems, Abacus Laser, Metek Meteorologische Messtechnik, TenneT TSO, EWE Trading und der Windparkbetreiber wpd offshore solutions. Gefördert wird das Vorhaben für drei Jahre vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) mit rund 2,75 Millionen Euro.

© IWR, 2020


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15.09.2020

 



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