Wie man Windparks optimiert

Um die Wind­ener­gie op­ti­mal nut­zen zu kön­nen, müs­sen Wind­ener­gie­an­la­gen und -parks durch­dacht ge­plant wer­den. Ihren Auf­bau und ihre Steue­rung zu op­ti­mie­ren, hilft ein Soft­ware-Tool, das In­ge­nieu­rin­nen und In­ge­nieu­re vom Lehr­stuhl für En­er­gie­sys­tem­tech­nik und Leis­tungs­me­cha­tro­nik ge­mein­sam mit der Firma Ava­si­ti­on ent­wi­ckelt haben. Es ist das Er­geb­nis des Pro­jekts Wind-Opt-Tool, das nach drei Jah­ren ab­ge­schlos­sen ist. Das Tool ist das erste, das so­wohl In­ter­ak­tio­nen in­ner­halb einer An­la­ge als auch ganze Wind­parks ganz­heit­lich de­tail­liert be­trach­ten kann und nicht nur Ein­zel­kom­po­nen­ten in seine Be­rech­nun­gen ein­be­zieht.

Hun­der­te An­la­gen spei­sen Strom ins Netz

Große Off­shore-Wind­parks be­ste­hen mit­un­ter aus Dut­zen­den oder bis zu Hun­der­ten ein­zel­nen Wind­ener­gie­an­la­gen, die den durch ihre Ge­ne­ra­to­ren er­zeug­ten Strom in ein ge­mein­sa­mes Netz ein­spei­sen. Zwi­schen ihnen gibt es oft meh­re­re klei­ne­re Netz­ab­schnit­te und Steu­er­an­la­gen, die den Be­trieb der An­la­gen re­geln. Zwi­schen den ein­zel­nen An­la­gen und Net­zen be­steht eine elek­tri­sche In­ter­ak­ti­on. „Wenn es zum Bei­spiel einen Feh­ler im Netz gibt, etwa durch einen Span­nungs­ein­bruch nach einem Blitz­schlag, hat das Aus­wir­kun­gen auf ein­zel­ne Kom­po­nen­ten“, er­klärt Ka­tha­ri­na Gün­ther vom Lehr­stuhl für En­er­gie­sys­tem­tech­nik und Leis­tungs­me­cha­tro­nik von Prof. Dr. Con­stan­ti­nos Sourk­ou­nis, der das Pro­jekt ko­or­di­niert.

Soft­ware hilft bei der Op­ti­mie­rung

Die neue Soft­ware er­laubt es, Sze­na­ri­en von Ein­zel­an­la­gen oder Wind­parks zu si­mu­lie­ren und die Aus­wir­kun­gen von Ent­schei­dun­gen zu tes­ten. Dabei kön­nen Ex­per­tin­nen und Ex­per­ten be­stimm­te Rah­men­be­din­gun­gen ein­ge­ben und unter die­sen Ge­ge­ben­hei­ten bei­spiels­wei­se prü­fen, wie sich der Bau einer ge­wis­sen An­zahl von Wind­ener­gie­an­la­gen oder die Wahl eines be­stimm­ten An­la­gen­typs auf das ge­sam­te Netz aus­wir­ken würde. Das Sys­tem kann auch Al­ter­na­ti­ven be­rech­nen, also Sys­te­me auf be­stimm­te Ziele hin op­ti­mie­ren. „Auf­ga­be muss es dabei sein, nicht al­lein die En­er­gie­aus­beu­te zu ma­xi­mie­ren, so wie das bis­her oft der Fall war“, er­klärt Ka­tha­ri­na Gün­ther. „Es muss au­ßer­dem si­cher­ge­stellt wer­den, dass eine aus­rei­chen­de Ro­bust­heit gegen Stö­run­gen er­reicht wird.“

Das Pro­jekt­team hat nicht nur die Soft­ware ent­wi­ckelt, son­dern die Er­geb­nis­se der Si­mu­la­ti­on auch mit­hil­fe eines Prüf­stan­des im lehr­stuhl­ei­ge­nen Labor unter rea­lis­ti­schen Be­din­gun­gen ge­tes­tet.

Mehr Infos zu die­sem Thema fin­den Sie auf der RUB-News-Sei­te unter https://​news.​rub.​de/​presseinformationen/​wissenschaft/​2019-11-06-elektrotechnik-wie-man-windparks-optimiert. (Foto: RUB/Mar­quard)