Neue Strategien für Betrieb von Ü20-Windenergieanlagen

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE entwickelt neue Instrumente, um den Betrieb von Ü20-Windenergieanlagen rentabler zu machen, die keine EEG-Vergütung erhalten. Basis dafür ist das vom BMWK geförderte Programm Otello.

Es richtet sich an Offshore-Windparks mit Null-Cent-Förderung-Geboten sowie Post-EEG-Windenergieanlagen, die ihre Erträge allein am Strommarkt erwirtschaften müssen. Das verlange vorausschauende Betriebsstrategien, die neben den Marktpreisen auch die zu erwartende Abnutzung der Anlagen am nächsten Tag einbeziehen. Das Fraunhofer IEE arbeitet dazu mit den Unternehmen MesH Engineering und anemos Gesellschaft für Umweltmeteorologie zusammen. Die Expertinnen und Experten integrieren unter anderem Kurzfrist-Prognosen zur Turbulenzintensität. Dies sei der zentrale Faktor für die Abnutzung einer Anlage.

Die Direktvermarktung außerhalb der Vergütung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) erfordere eine vorausschauende Betriebsstrategie. Diese müsse neben den Strommarktpreisen auch die Abnutzung der Ü20-Windenergieanlagen bei den jeweiligen Witterungsverhältnissen als Teil der Stromgestehungskosten berücksichtigen. Denn Forschungsarbeiten zeigen, dass ein sehr großer Teil der Ermüdungsschäden einer Windenergieanlage oft in nur wenigen Stunden entstehen. Dies sei vor allem bei selten auftretenden Stürmen der Fall. Wenn also die Anlagen in diesen Zeiten gedrosselt oder außer Betrieb genommen werden, kann dies ihre Lebensdauer überproportional verlängern. In der Folge steigt ihre Wirtschaftlichkeit. Und auch kurzfristig profitieren die Anlagenbetreiber. Denn: sinkt die Belastung, kommt es seltener zu Schäden und Ausfällen.

Zentraler Faktor Turbulenzintensität

„Prognosen zur Turbulenzintensität des Windes am folgenden Tag sind ein ganz wichtiger Baustein für den wirtschaftlichen Betrieb eines Windparks: Aus diesen Vorhersagen lässt sich ableiten, wie stark die Anlagen jeweils abgenutzt werden“, sagt Fabian Thalemann vom Fraunhofer IEE, der das Projekt Otello leitet. „Kombiniert man dieses Wissen mit Marktpreis-Prognosen, können Windpark-Betreiber die Leistung ihrer Anlagen laufend so anpassen, dass sie zu jeder Zeit maximal wirtschaftlich arbeiten. Dafür schaffen wir mit unserem Vorhaben die Grundlage.“

Otello steht für „Operational Technical Strategies for Economic Load and Lifetime Optimization for Wind Energy Assets“. Als assoziierte Partner unterstützen Engie Deutschland Erneuerbare, Nordex Energy, Northland Power Europe, Statkraft Markets, wpd windmanager, Terrawatt Planungsgesellschaft, enercast und WindGuard Certification das Vorhaben.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) finanzierte Vorhaben hat eine Laufzeit von drei Jahren und endet am 31. Dezember 2026. Es baut auf dem ebenfalls vom BMWK finanzierten Forschungsprojekt KORVA auf, das das Fraunhofer IEE und Partner 2022 erfolgreich abgeschlossen haben.