Die Verifikation von Schlüsselaspekten des Entwurfs und des Betriebs von Offshore- Windenergieanlagen war der Gegenstand des Verbundforschungsprojekts Verifikation von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA), welches im Rahmen der Begleitforschung im deutschen Offshore-Testfeld alpha ventus vom 1. November 2007 bis 30. September 2012 durchgeführt wurde. Das übergeordnete Ziel war die Nutzung der Offshore-Windenergie in Deutschland wirtschaftlicher, sicherer und besser planbar zu gestalten. Die wichtigsten Forschungsziele umfassten die Verifikation der Leistungskurve der einzelnen Windenergieanlage und der Strömungs- und Ertragsbedingungen des gesamten Windparks unter genauer zu beschreibenden Offshore-Bedingungen, die Absicherung des dynamischen Verhaltens einschließlich Wind-, Wellen- und Windparkbelastungen der Windenergieanlage sowie die Entwicklung von Monitoring-Verfahren zur Überwachung des Betriebsverhaltens. Im Verbundforschungsprojekt OWEA arbeiteten die Projektpartner Universität Stuttgart, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (ForWind), Leibniz Universität Hannover (ForWind) und die DEWI GmbH zusammen (FKZ 0327696A-D). Integriert in das OWEA-Projekt wurden mit separaten Anträgen beantragte Vorhaben der Partner Karlsruher Institut für Technologie (KIT), ÄREVA Wind GmbH und REpower Systems SE. Geleitet wurde das OWEA-Projekt durch Prof. Dr. Martin Kühn zunächst von der Universität Stuttgart, ab April 2010 dann von der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg aus. Wesentliche im OWEA-Projekt erzielte Ergebnisse sind ein verbessertes Verständnis des atmosphärischen Einflusses auf die Leistungsabgabe einzelner Windenergieanlagen (WEA) sowie ganzer Windparks, die Erprobung von unterschiedlichen LiDAR-Messverfahren zur Leistungskurvenbestimmung und Untersuchung der Strömungsverhältnisse offshore, eine Verbesserung der Modellierung der Offshore-Verhältnisse in komplexen dreidimensionalen sowie stark parametrisierten eindimensionalen Windfeldmodellen. Ein neuartiges stochastisches Modell zur Beschreibung der Offshore- Windbedingungen wurde im Rahmen des Projekts ebenso entwickelt wie CFD-Modelle, die zur Untersuchung von nahem Nachlauf, fernem Nachlauf, Windparkströmung und Nachläufen ganzer Windparks geeignet sind. Schließlich konnten Berechnungswerkzeuge für den Entwurf von Offshore-Windenergieanlagen mit verzweigten Tragstrukturen (z.B. Tripod und Jacket) entwickelt und validiert werden. Diese haben inzwischen auch ihre Anwendung in der industriellen Praxis gefunden. Außerdem zeigten im Rahmen des Projekts durchgeführte Untersuchungen zur Machbarkeit und dem Potential von Lastmonitoringsystemen, die auf Standarddaten basieren, eine erfolgreiche Anwendbarkeit eines auf neuronalen Netzen basierenden Systems an.

    The verification of key aspects of the design and operation of offshore wind turbines was the subject of the joint research project "Verification of offshore wind turbines" (OWEA), which was earned out in the framework of the accompanying research at the German offshore test site "alpha ventus" from November 1st' 2007 to September 30n, 2012. The main objective of the OWEA project was to increase the economic efficiency, safety and predictability of the utilization of offshore wind energy in Germany. The main research objectives comprised the verification of the power curve of single wind turbines in the wind farm and the verification of the flow and yield conditions of the entire wind farm under offshore conditions that needed to be described more precisely. Moreover, the safety of the dynamic behavior, including wind, wave and wind farm loads on the wind turbine as well as the development of monitoring procedures for monitoring the operational behavior of the wind turbines belonged to the research objectives of the OWEA project. The project partners Stuttgart University, Carl von Ossietzky University of Oldenburg (ForWind), Leibniz Universität Hannover (ForWind) and DEWI GmbH worked together in the joint research project OWEA (FKZ 0327696A-D). Initially independent research projects of the partners Karlsruhe Institute of Technology (KIT), AREVA Wind GmbH and REpower Systems SE were integrated into the OWEA project. The OWEA project was initally led by Prof. Dr. Martin Kühn from the University of Stuttgart, After Prof. Kühn had moved to the University of Oldenburg also the lead of the project changed to Oldenburg. Essential results achieved in the OWEA project comprise a better understanding of the atmospheric impact on the power output of individual wind turbines and entire wind farms, the testing of different LiDAR measurement methods for power curve determination and investigation of flow conditions offshore, an improvement of the modeling of the offshore conditions in complex three-dimensional as well as highly parameterized one-dimensional wind field models. A novel stochastic model for the description of offshore wind conditions was developed in the framework of the OWEA project, as well as CFD models that are suitable for the study of near-wake flow, far-wake flow, wind farm flow and wakes of complete wind farms. Computational tools were developed and validated for the design of offshore wind turbines with branched support structures (e.g., tripod and jacket). Those methods are now already applied in industrial practice. Finally, the feasibility and the potential of load monitoring systems based on standard data were tested and the results indicated that a load monitoring concept based on neural networks possesses huge potential.


    Access

    Check access

    Check availability in my library


    Export, share and cite



    Title :

    Verifikation von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Abschlussbericht des RAVE-Forschungsprojektes. Laufzeit 01.11.2007 - 30.09.2012


    Contributors:
    Kühn, M. (author) / Steinfeld, G. (author) / Cheng, P.W. (author) / Schaumann, P. (author) / Neumann, T. (author)


    Publication date :

    2012


    Size :

    310 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German