Logistik und Betrieb

Für den weiteren Ausbau der Windenergie stehen in Deutschland grundsätzlich noch ausreichend nutzbare Flächen on- und offshore zur Verfügung. An Land werden windreiche und einfach zu erreichende Standorte jedoch seltener, sodass der Ausbau vermehrt in komplexem Gelände erfolgt. Erhebliches Potenzial für weitere Windparks bieten hügelige und bewaldete Gebiete, auch mit weniger starken, mittleren Windgeschwindigkeiten. Denn die jüngsten technischen Entwicklungen, wie etwa höhere Türme und große Rotordurchmesser, versprechen auch an diesen Standorten einen ökonomischen Betrieb von Windenergieanlagen.

Es ist daher essenziell, mit geeigneten Verfahren potenziell gute Standorte auszuwählen und dann mit möglichst preiswerten Methoden den Standort über einen längeren Zeitraum zu erkunden. Hierzu können verbesserte Algorithmen oder preisgünstigere Erkundungsmethoden, die Messmasten entbehrlich machen, beitragen. Transport und Logistik stellen ebenfalls große Herausforderungen dar, wenn Windenergieanlagen in bergig-komplexem Gelände und in bewaldeten Gebieten errichtet werden sollen. Deshalb müssen die Anlagenkomponenten möglichst transportfreundlich ausgelegt und neue Transportkonzepte für große und schwere Komponenten entwickelt werden. Durch herstellerübergreifende Standardisierung, neue Anlagen- und Großkomponentenkonzepte sowie innovative Installationsverfahren sollen weitere Fortschritte erzielt werden.

Um die Kosten der Windenergie weiter zu senken und sie optimal in das Energiesystem zu integrieren, müssen Windenergieanlagen und –parks intelligent und flexibel betrieben werden. Dazu sind auch für komplexe Standorte fortschrittliche Regelungsstrategien notwendig, die genaue Prognosen der zu erwartenden Einspeisung liefern. Durch diese verbesserten Vorhersagemodelle sollen Windparks zuverlässig in Stromnetze integriert und in hybriden Kraftwerksverbünden gesteuert werden können. Hierbei kann eine neue und verbesserte Sensorik eine Vielzahl von Daten liefern, deren Management und Analyse (Big Data) vielfältige Ansätze zur Optimierung bieten. Dank einer besseren Auswertung der Messdaten sollen Anlagen oder Windparks in Zukunft präziser bewertet werden. So können präventive Wartungen oder Reparaturen eingesetzt werden, um Stillstandzeiten zu vermeiden oder diese in Schwachwindzeiten durchzuführen.

Je mehr Strom Windenergieanlagen in das Netz einspeisen, desto wichtiger ist die Frage, wie sich der produzierte Strom gut in das Energiesystem integrieren lässt und inwieweit Windparks systemdienliche Leistungen erbringen können, zum Beispiel die Unterstützung beim Netzwiederaufbau durch Schwarzstartfähigkeit. Forschungsvorhaben in Testfeldern können zu diesen Fragen wichtige Beiträge leisten.

Für den Betrieb von Offshore-Windparks stellen Logistik und Instandhaltung große Herausforderungen dar: Die Verfügbarkeit der Anlagen ist entscheidend für deren Wirtschaftlichkeit, da sie nur mit großem Aufwand zu erreichen sind. Für Offshore-Windparks sind deshalb innovative Netzanbindungs- und Logistikkonzepte wichtig, welche die Verfügbarkeit der Anlagen, den Transport von Personal und Material sowie Pooling-Konzepte und Betriebs- und Wartungskonzepte berücksichtigen.

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