Laser optimieren Stromausbeute von Windrädern

Mehr Wind, mehr Strom: Der Standort entscheidet über die Wirtschaftlichkeit einer Windkraftanlage.

Luftströmungen am Windrad
Luftströmungen am Windrad

Stuttgart - Heute werden die vorherrschenden Winde aufwändig mit Masten und Windmessern, den Anemometern, analysiert. Einfacher und zugleich viel genauer soll es in Zukunft mit reflektierten Laserstrahlen gehen. Wissenschaftler der Universitäten Stuttgart und Oldenburg entwickeln dafür eine Lidar-Technologie (Light Detection and Ranging), die Luftströmungen und Turbulenzen an Windrädern und in Gebieten zukünftiger Windparks untersuchen können.

Dieses laser-optische Messverfahren selbst ist nicht neu. Sowohl für die Untersuchung der Atmosphäre als auch für die Analyse von Wirbelschleppen hinter Flugzeugen liefern reflektierte Laserstrahlen heute schon wertvolle Informationen. Andreas Rettenmeier vom Stiftungslehrstuhl Windenergie am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart aber schickt das Laserlicht nun von einem Windrad aus. Es wird an Schwebteilchen, den Aerosolen, in der Luft gestreut und reflektiert. Ein Detektor fängt diesen Laserstrahl wieder auf, aus den Laufzeiten des Lichts lässt sich auf Windgeschwindigkeit und -richtung zurückschließen.

Wichtig sind solche Windfeldmessungen für den idealen Standorts eines Windrads innerhalb eines Windparks. Denn hinter den Rotoren strömt der Wind mitunter turbulent. Erst in einem ausreichenden Abstand kann das nächste Windrad aufgestellt werden, um effizient Strom produzieren zu können. Die Lidar-Messungen können nun genauer als andere Messmethoden anzeigen, wo genau die einzelnen Windräder für die beste Stromausbeute stehen sollten.

Derzeit führen die Forscher ihre Laser-Messungen an einer 5 Megawatt-Windkraftanlage in Bremerhaven durch. Später folgen weitere Messungen unter Offshore-Bedingungen auf der Forschungsplattform FINO1 in der Nordsee. Erster Nutznießer dieser Technologie wird danach das Offshore-Testfelds Alpha Ventus sein. Dieser erste deutsche Windpark auf offener See, 45 Kilometer nördlich der Insel Borkum, soll im Herbst 2008 seinen Betrieb aufnehmen.