Mit dem Forschungspark Windenergie verfügt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Krummendeich nahe der Elbmündung über eine einzigartige Großforschungsanlage: WiValdi, was für Wind Validation steht, ermöglicht Wissenschaft im Originalmaßstab mit einem bisher unerreichten Detailgrad unter realen Umweltbedingungen. Ziel ist es, die Windenergie mit all ihren Einflussfaktoren besser zu verstehen. Gemeinsam mit Unternehmen und weiteren Forschungseinrichtungen will das DLR so Technologien entwickeln, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit zu steigern, die Schall-Emissionen der Anlagen zu verringern und damit auch die Akzeptanz von Windenergie voranzubringen.
Am 15. August 2023 feiert das DLR in Krummendeich gemeinsam mit Gästen aus Politik, Verwaltung, Industrie und Wissenschaft die Eröffnung des Forschungsparks. Nach rund zwei Jahren Bauzeit läuft aktuell die Inbetriebnahme auf Hochtouren. Im Probebetrieb hat WiValdi bereits Strom ins Netz gespeist, Forschungsprojekte sind gestartet und erste spannende Daten erfolgreich gesammelt. Gefördert wird der DLR-Forschungspark Windenergie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur. In den Aufbau fließen rund 50 Millionen Euro.
„Die Windenergie hat noch weiteres großes technologisches Potenzial. Dieses wollen wir mit dem DLR-Forschungspark WiValdi weiter erschließen, in die Anwendung bringen und so die deutsche und europäische Windkraftindustrie stärken“, betont Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, die Vorstandsvorsitzende des DLR. „Gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Wissenschaft arbeiten wir an Lösungen, um die Windenergie noch effizienter und günstiger und damit die Energiewende für Wirtschaft und Gesellschaft weiter zu befördern“, so Kaysser-Pyzalla weiter. „Der besondere Dank“, hebt die Vorstandsvorsitzende des DLR hervor, „geht an den Anlagenhersteller Enercon, das Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen ForWind sowie das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme.“
„Niedersachsen ist Windenergieland Nummer eins. Der Forschungspark WiValdi, an dem sich das Land Niedersachsen mit 16,4 Millionen Euro beteiligt, zeigt dies einmal mehr. Mit WiValdi als Leuchtturmvorhaben für die Energieforschung setzen wir einen weiteren wichtigen Baustein für eine erfolgreiche Energiewende um. WiValdi ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie wir die Chancen der erneuerbaren Energien nutzen können, um mit Innovationen unsere Umwelt zu schützen, unsere Wirtschaft voranzubringen und Arbeitsplätze zu schaffen. Ich danke allen Beteiligten – allen voran dem DLR und seinen Partnern ForWind und Fraunhofer IWES aus dem Forschungsverbund Windenergie – für ihr zukunftsweisendes Engagement. Ich wünsche WiValdi viel Erfolg sowie viele spannende Erkenntnisse zur Gestaltung unserer zukünftigen Energiepolitik“, so der Ministerpräsident Stephan Weil.
Alles auf einer Linie: der spezielle Aufbau von WiValdi
Die Anordnung und Zusammensetzung des DLR-Forschungsparks sind einmalig: Zwei hochmoderne Windenergieanlagen des deutschen Herstellers Enercon mit je einer Nennleistung von 4,26 Megawatt und mehrere Messmasten stehen in Hauptwindrichtung hintereinander. Die Blattspitzen der beiden Windräder befinden sich in 150 Meter Höhe. Die insgesamt sechs Rotorblätter sind je 57 Meter lang und wiegen rund 20 Tonnen. WiValdi ist mit über 2.000 Sensoren ausgestattet, die zum Beispiel Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Drücke oder selbst kleinste Verformungen der Rotorblätter messen. Der Forschungspark erzeugt so einen umfangreichen Datenschatz für die Wissenschaft. Dieser dient als Grundlage, um zum Bespiel intelligente Turbinen für die Windenergie zu entwickeln.
Die Windenergie voranbringen: Flächen effizienter nutzen, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz steigern
Zu den Messmasten gehört auch ein hochinstrumentiertes Messmasten-Array zwischen der ersten und zweiten Windenergieanlage. Das Array verbindet drei Messmasten miteinander, zwei 100 Meter hohe außen und einen 150 Meter hohen in der Mitte. Es trägt eine Vielzahl an Sensoren, deren einzigartige Anordnung von ForWind – Zentrum für Windenergieforschung, das an der Universität Oldenburg speziell für diese Untersuchungen entwickelt wurde. Diese Sensoren bestimmen genau, wie der Wind durch die erste Anlage beeinflusst wird, bevor er auf die zweite trifft. Die zweite Anlage steht also häufig im Nachlauf der ersten und muss mit sehr verwirbelter Luft zurechtkommen. Unter kommerziellen Bedingungen ist das ungünstig, aber genau diese Konstellation interessiert die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Denn bei einem massiven Ausbau der Windenergie werden sich solche Anordnungen bald nicht vermeiden lassen. Deshalb untersuchen sie schon jetzt und erstmals im Originalmaßstab mit bisher unerreichtem Detailgrad, was bei dieser Konstellation passiert. Sie wissen dann besser, wie eng man Anlagen zukünftig positionieren, vorhandenen Platz besser nutzen und eine möglichst hohe und für das Stromnetz bedarfsgerechte hohe Ausbeute erzielen kann.
Noch ist das WiValdi-Ensemble nicht komplett: Die dritte, etwas kleinere Windenergieanlage und ein weiterer Messmast werden voraussichtlich im Lauf des Jahres 2024 fertiggestellt. Die Planungsarbeiten, Ausschreibungen und Vorbereitungen dafür laufen bereits.