Energiemeteorologie und Systemintegration

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik

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Forschungsthemen

Die zunehmende wetterabhängige Stromerzeugung erfordert ein grundsätzliches Umdenken bei der Planung und dem Betrieb des Energieversorgungssystems und dem Einsatz von Methoden und Werkzeugen der Energiemeteorologie. Für das Design und den zuverlässigen Betrieb von Windenergieanlagen und Windparks als Teil des Stromversorgungssystems ist die genaue Kenntnis der Standortbedingungen und die robuste und genaue Prognose der wetterabhängigen Erzeugung entscheidend.

  • Standortbewertung
  • Werkzeuge zur Netzintegration
  • Entwicklung der Offshore Windenergienutzung
  • Zuverlässigkeit

Standortbewertung

Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten ist die Entwicklung von Mess- und Analysemethoden zur Charakterisierung der Umweltbedingungen. Dabei steht an Land insbesondere die Planung von Windparks mit hohen Nabenhöhen im Vordergrund. Für die Offshore-Windenergienutzung werden innovative und angepasste Mess- und Analysemethoden für die Standortbedingungen Wind, Wellen, Strömung und Boden entwickelt. Für die Offshore-Baugrundbewertung wird ein Konzept für die optimale Kombination von seismischen Messmethoden und geologischen und geotechnischen Erkundungsverfahren entwickelt.

Werkzeuge zur Systemintegration

Für den Netzbetrieb konzentriert sich die Forschung auf die Optimierung von deterministischen und probabilistischen Windleistungs-Prognoseverfahren mit verschiedene numerischen Wetterprognosen und Online-Messungen. Darauf aufbauend werden neue Betriebsführungskonzepte sowie Energiemanagementsysteme zur verbesserten Integration der Windenergie in elektrische Versorgungsnetze entwickelt. Außerdem werden Windleistungszeitreihen und –prognosen für zukünftige Szenarien simuliert.

Entwicklung der Offshore Windenergienutzung

Im Rahmen der Offshore-Windenergie¬nutzung koordiniert die Abteilung die Forschungsinitiative RAVE zum Testfeld alpha ventus und führt ein Monitoring-Programm zur Technologieentwicklung der Offshore Windenergienutzung durch.

Zuverlässigkeit

Schwerpunkt der Forschung sind Verfahren zur zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung basierend auf statistischen Analysen empirischer Daten. Aus den Instandhaltungsdaten und Betriebserfahrungen können Ausfallwahrscheinlichkeiten bestimmt und Schwachstellen der Instandhaltungsabläufe und des Designs abgeleitet werden.