Dutzende Drohnen als willkommene Fluggäste in Windparks

Fliegende Objekte in der Nähe von Windenergieanlagen sorgen häufig für Sorgenfalten bei den Turbinenbetreibern, droht doch womöglich das zeitweise Abschalten zum Schutz von Vögeln. Freude bei den Beteiligten soll hingegen langfristig ein Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) auslösen, das extra bis zu 100 Flugobjekte in Windparks steigen lassen will. Es handelt sich dabei um Drohnen, mit deren Messergebnissen die Forschenden die Energieerträge der Erneuerbarenanlagen verbessern wollen.

Das DLR steckt laut einer Mitteilung des Vorstands ab sofort 1 Mio. Euro mehr pro Jahr in die Windenergieforschung. DLR-Vorstandsvorsitzende Anke Kaysser-Pyzalla begründet dies mit dem Ziel einer „deutlichen Leistungssteigerung“ von Windkraftanlagen, die erforderlich für den weiteren Ausbau der Windenergie im Rahmen der nachhaltigen Energieversorgung sei.
 
In diesem Zusammenhang interessiert das Kölner Zentrum sich für Turbulenzen, Strömungen und Luftwirbel, die an Windkraftanlagen entstehen. Teile der zusätzlichen Forschungsmittel investiert das DLR daher für das Projekt Establis-Uas, zu dem auch der Europäische Forschungsrat (ERC) Gelder beisteuert. In dem auf fünf Jahre angelegten Vorhaben finanziert das DLR die Anschaffung und den Einsatz von bis zu 100 Drohnen, die die Luft in Windparks messen. Die Forschenden erhoffen sich von den Ergebnissen, Windturbinen in künftigen Parks so zu platzieren, dass sie jeweils die beste Windausbeute erzielen können.

Projekt erforscht, wie der Wind in zweiter oder dritter Reihe steht

Windturbinen erzeugen zu den vorhandenen Strömungen auch eigene Wirbel. Das DLR will in dem Forschungsprojekt ein Modell entwickeln, das die Auswirkungen auf die Anlagen in der zweiten oder dritten Reihe kenntlich macht. „Im Hinblick auf die Energiewende spielt das Verständnis der dreidimensionalen, turbulenten Strukturen eine wichtige Rolle“, sagt Projektleiter Norman Wildmann vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. „So können wir die Lasten verstehen, denen Windturbinen in ihrem Lebenszyklus ausgesetzt sind, und prognostizieren, welche Leistung sie ins Energienetz einspeisen.“

Die bis zu 100 Drohnen sollen mit einem festgelegten Formationsflug in den Windparks hoch aufgelöste Daten über Windeigenschaften, Temperatur und Luftfeuchtigkeit erheben. Die Experimente sind nicht nur an existierenden Anlagen wie zum Beispiel im DLR-Forschungspark Windenergie Krummendeich geplant, sondern auch unter Laborbedingungen. Dafür nutzt das DLR den Windkanal der Universität Oldenburg, die DLR-Partner im Forschungsverbund Windenergie (FVWE) ist.

Zwei weitere Messkampagnen untersuchen die komplexen Windströmungen in der Grenzschicht von Gebirgen. Das Projekt fülle insgesamt „eine Beobachtungslücke zwischen sehr kleinen, lokalen Prozessen in Bodennähe und großskaligen Beobachtungen durch Fernerkundung, Forschungsflugzeuge und Satelliten“, so Markus Rapp, Leiter des Instituts für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen.