Im März 2023 wurde das Forschungstestfeld zur Windenergie WINSENT („Wind Science and Engineering Test Site in Complex Terrain“) auf der Schwäbischen Alb in Betrieb genommen.

(WK-intern) – Ein Windenergie-Testfeld in dieser Ausstattung und in derartig komplexem Gelände gilt als weltweit einzigartig.

Das ZSW setzt hier einen wichtigen Meilenstein, um Windenergieanlagen noch effizienter und leistungsfähiger, aber auch leiser und langlebiger zu machen.

Die auf dem Forschungswindtestfeld erarbeiteten wissenschaftlichen Ergebnisse werden auf kommerzielle Großanlagen übertragen. Die Industrie erhält so gezielt neue Impulse und wichtige Daten für ihre eigene Entwicklungsarbeit. Mit der begleitenden Naturschutzforschung wird zudem gezeigt, dass die Nutzung der Windenergie mit dem Artenschutz vereinbar ist.

Die Vorhaben WINSENT und WINSENT-BW werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie vom Umweltministerium Baden-Württemberg gefördert.

Komplexe Turbulenzen und Strömungen in bergigem Gelände können Windkraftanlagen beeinträchtigen oder sogar beschädigen. Um den Ausbau der Windenergie auch an diesen schwierigen Standorten voranzutreiben, haben Forschende des KIT gemeinsam mit Partnern das Windenergietestfeld WINSENT (steht für: Wind Science and Engineering Test Site in Complex Terrain) auf der Schwäbischen Alb errichtet. Es besteht aus zwei Windenergieanlagen sowie vier 100 Meter hohen Beobachtungsmasten, die nun als weltweit einzigartiges Feldlabor dienen.

„Am KIT messen und analysieren wir vor allem die Boden-Bauwerk-Wechselwirkungen“, sagt Professor Joachim Ritter vom Geophysikalischen Institut des KIT. Um diese zu untersuchen, installierten die Forschenden unter den Fundamenten der Anlagen geotechnische Messinstrumente, die auch die kleinsten Bewegungen während des Betriebs dokumentieren. „Damit beobachten wir nun vor Ort die Fundamentbewegungen und die damit verbundene Anregung von Bodenbewegungen. Ziel ist es, die zugrunde liegende Mechanik besser zu verstehen, um die Emissionen solcher Bewegungen, die auch mit Seismometern erfasst werden, an zukünftigen Windkraftanlagen zu minimieren.“ Aktuell laufen die Arbeiten im Forschungsprojekt WINSENTvalid, an dem auch das Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik des KIT beteiligt ist. Das KIT will sich an weiteren Forschungsprojekten im Windenergietestfeld beteiligen. WINSENT wurde im Forschungscluster WindForS aufgebaut. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie förderte das Projekt mit 12,7 Millionen Euro. Weitere 1,9 Millionen Euro kamen vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg.

Forschungswindenergieanlagen auf der Schwäbischen Alb

Das Forschungstestfeld besteht aus zwei Windenergieanlagen mit einer Nennleistung von jeweils 750 Kilowatt und einer Nabenhöhe von 73 Metern bestehen. Ihr Rotordurchmesser beträgt 54 Meter, die Gesamthöhe damit 100 Meter. Zum Alleinstellungsmerkmal des Projekts zählt, dass die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen jederzeit uneingeschränkten Zugriff auf die komplette Steuerungstechnik und die Konstruktionsdaten der Anlagen haben. So können sie alle Abläufe exakt analysieren und steuern. Zudem existieren numerische Modelle und digitale Zwillinge in unterschiedlicher Detaillierungstiefe, welche die Skalierung der Ergebnisse auf größere Windenergieanlagen erlauben. Zudem sind die Windkraftanlagen vom Fundament bis zu den Rotorblättern mit Messsensoren ausgestattet.

PM: ZSW

PB: Forschungswindenergieanlagen auf der Schwäbischen Alb / ©: ZSW