Monitoring der Offshore-Windenergienutzung

Projektleitung: Fraunhofer IWES, 34119 Kassel

Leitfragen

  • Welchen Einfluss auf den Betrieb haben die besonderen meteorologischen Bedingungen, welches sind die wesentlichen Unterschiede zu Onshore-Bedingungen?
  • Welche Energieerträge bzw. Volllaststunden, auch unter Berücksichtigung der Ausfallzeiten, erzielen Offshore-Windparks, wie hoch sind die Stromgestehungskosten und wie können die Kosten zukünftig reduziert werden?
  • Welche Leistungsfluktuationen aufgrund von Windschwankungen sind im Normalbetrieb zu erwarten und welchen Einfluss können Extremwerte auf die Verfügbarkeit der Anlagen nehmen?
  • Gibt es besondere Erfolge bzw. Schwierigkeiten bei Konzepten und Strategien hinsichtlich der technischen Ausführung, des Instandhaltungskonzeptes und der Netzanbindung?

Motivation

Ein bedeutender Teil der Energieversorgung Deutschlands soll in Zukunft durch die Nutzung der Windenergie auf See bestritten werden. Die langjährigen Erfahrungen mit der Windenergienutzung an Land deuten allerdings darauf hin, dass hinsichtlich eines sicheren, effizienten, nutzerfreundlichen und vor allem ökonomischen Betriebs von Offshore-Windenergieanlagen zunächst noch einige Aufgaben zu lösen sind. Investoren, Netzbetreiber, Finanzierer, Versicherer und die Politik werden belastbare Informationen benötigen, um zukünftige Investitionsentscheidungen treffen oder Rahmenbedingungen gestalten zu können. Schon die ersten Offshore-Projekte sollen daher genutzt werden, Daten und Erfahrungen zu sammeln und zur Beantwortung der jeweiligen Fragestellungen aufbereitet werden. Diese Aufgabe soll vom Forschungsvorhaben “Monitoring der Offshore-Windenergienutzung in Deutschland - ‘Offshore WMEP’” (OWMEP) übernommen werden. Das Projekt wird vom Fraunhofer IWES verantwortlich geleitet und unterstützt durch die Partner DOTI, IZP und FGW. Vorgehensweise:

Das OWMEP wird Daten und Informationen erheben, um Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, offshore-spezifische Besonderheiten im Betrieb und den Einfluss der Offshore-Windparks auf den Netzbetrieb untersuchen zu können. Selbstverständlich erwarten Windenergieanlagen-Hersteller und Windpark-Betreiber einen vertraulichen Umgang mit sensiblen Daten, die für einige der zu beantwortenden Fragen benötigt werden. Die große Anzahl der zu begleitenden Projekte und der beteiligten Firmen ermöglicht auf der einen Seite eine aussagefähige statistische Datenbasis für die verschiedenen Auswertungen, erfordert aber auf der anderen Seite auch eine besondere Rücksichtnahme auf die unterschiedlichen Geschäftsinteressen der Teilnehmer. Eine im Rahmen des Projektes gemeinsam mit allen Beteiligten zu entwickelnde Vertraulichkeitsstruktur muss dabei von Beginn an die vertrauliche Behandlung sensibler Informationen gewährleisten. Daher kann auch nur ein vorher verabredeter Teil der zur Verfügung gestellten Information und der erlangten Erkenntnisse für die Öffentlichkeit aufbereitet werden. Dazu wird gemeinsam mit dem Betreiber des Testfelds “alpha ventus”, den Herstellern und dem Förderer ein Vertraulichkeitskonzept entwickelt. Sinnvollerweise sind Vertraulichkeitsstufen zu definieren und die verschiedenen abgefragten Daten und daraus abgeleiteten Erkenntnisse entsprechend zu klassifizieren. Weiterhin wird eine Systematik entwickelt, mit der vor der Weitergabe von Daten und vor der Veröffentlichung von Ergebnissen klar sichergestellt werden kann, dass die Interessengruppen die Wahrung der Vertraulichkeit deutlich erkennen können. Es wird somit ein Merkmal des Offshore-WMEP sein, dass nur ein Teil der Ergebnisse (anonymisiert) der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird, ein anderer Teil der Erkenntnisse dagegen nur einem bestimmten Personen- bzw. Firmenkreis zur Verfügung stehen wird, die zur Vertraulichkeit verpflichtet werden. Um eine einheitliche Auswertung der Betriebserfahrungen zu ermöglichen, werden im OWMEP ein Datenkatalog, Art und Häufigkeit der Erhebung sowie vor allem die Struktur der einzurichtenden Datenbank erarbeitet. Diese Strukturen können dabei auf schon vorhandene Arbeiten in anderen Projekten aufbauen, in denen das Fraunhofer IWES zusammen mit Partnern (Betreiber, Service-Anbieter Versicherungen) Betriebsergebnisse von weit über tausend Windenergieanlagen hinsichtlich der Optimierungsmöglichkeiten in der Instandhaltung auswertet. Im Gegenzug wird das OWMEP hier mit offshore-spezifischen Daten eine wertvolle Ergänzung liefern. Fig. 1: Wassertiefen und Küstenentfernungen Fig. 1: Wassertiefen und Küstenentfernungen Fig. 2: Fundamentkonzepte in Abhängigkeit der Wassertiefe Fig. 2: Fundamentkonzepte in Abhängigkeit der Wassertiefe

Arbeitspakete

Die momentan bearbeitete Konzeptphase des OWMEP gliedert sich in drei Arbeitsschwerpunkte:

  • Entwicklung eines Vertraulichkeitskonzepts, das zur Unterstützung des Projektes motiviert
  • Aufbau der Datenzentrale mit Datenabfrage/-aufbereitung,
  • Betrieb des Offshore-WMEP für das Offshore-Testfeld alpha ventus.

Projekt Homepage: www.offshore-wmep.de

Kontakt, Partner

  • Paul Kühn (paul.kuehn(at)iwes.fraunhofer.de), Fraunhofer IWES
  • Lennart Reeder, (lr(at)wind-fgw.de), Fördergesellschaft Windenergie e.V. (FGW)
  • Dr. Harald Jung (h.jung(at)izp.de), Ingenieurgesellschaft für Zuverlaessigkeit und Prozessmodellierung Dresden (IZP)
  • Deutsche Offshore-Testfeld und Infrastruktur GmbH & Co. KG (DOTI)

Publikationen des Projektes

Die Publikationsliste von Offshore WMEP finden Sie hier:
Offshore WMEP - Fraunhofer IWES