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Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat in seinem Forschungspark Windenergie WiValdi im niedersächsischen Krummendeich um eine dritte Anlage errichtet. Die sogenannte „OPUS 3“ ist eine modulare Windturbine, die das DLR speziell für die Forschung entworfen und gebaut hat. Sie ermögliche es, neue Komponenten und Technologien sowie Steuerungs- und Regelungsverfahren in der Praxis zu erproben und gezielt weiterzuentwickeln, heißt es in einer Presseinformation des DLR. In dieser Form sei sie weltweit einmalig.
Die eher kleine Anlage mit einer Nennleistung von 500 Kilowatt hat eine Nabenhöhe von 50 Metern und einen Rotordurchmesser von aktuell 50 Metern. Diese Dimensionierung sei beabsichtigt, so das DLR. So könnten vorindustrielle Prototypen und neue Komponenten zunächst in kleinerem Maßstab erprobt werden, der aber bereits nah an den realistischen Betriebsbedingungen ist.
Stufe zwischen Tests im Labor und Einsatz in großen Anlagen
Gleichzeitig könnten die DLR-Forschenden aufgrund der profunden Kenntnis der Technologie Änderungen vornehmen, Komponenten austauschen oder neu miteinander kombinieren, hieß es weiter. Das können unter anderem die Rotorblätter sein, Teile des Getriebes oder der Anlagensteuerung. Auch neue Regelungsalgorithmen ließen sich im Betrieb untersuchen.
Haben sich Technologien und Lösungen im Versuch mit OPUS 3 bewährt, können die gewonnenen Erkenntnisse anschließend auf marktspezifische Windenergieanlagen übertragen und bei der Auslegung neuer Anlagen berücksichtigt werden. „Damit schließt OPUS 3 eine wichtige Lücke in der Entwicklung neuer Technologien für die Windenergiebranche“, sagt Lukas Firmhofer, DLR-Ingenieur und Projektleiter von OPUS 3. „Als modulare Windturbine ist sie eine wichtige Stufe zwischen Simulationen und Tests im Labor und dem Einsatz in großen industriellen Anlagen.“
Die Anlage selbst ist ein Forschungsprojekt
Auch die Anlage selbst sei ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt: Anders als bei einer kommerziell erhältlichen Windenergieanlage hat das DLR-Team wesentliche Teile von OPUS 3 speziell auf die Anforderungen der experimentellen Forschung ausgelegt. Dazu haben sie die Komponenten angepasst, teilweise vormontiert und alles mit mehreren Schwertransporten nach Krummendeich gebracht. Der rund 80 Tonnen schwere Turm besteht aus zwei Segmenten, die nacheinander aufgestellt und verschraubt wurden. Er trägt eine etwa 30 Tonnen schwere Gondel, in welcher der Antriebsstrang, bestehend aus Getriebe und Generator, untergebracht ist. Der Rotorstern wiegt rund 15 Tonnen. An ihm sind die drei je 25 Meter langen und 2,5 Tonnen schweren Rotorblätter befestigt.
Der Zusammenbau und die Errichtung der Anlage im Gelände wurden Ende September abgeschlossen. Nun beginnt für das DLR-Team die Inbetriebnahme von OPUS 3. Da sie keine Serienanlage, sondern eine Einzelanfertigung ist, werden die einzelnen Systeme und ihr Zusammenspiel schrittweise geprüft, schreibt das DLR. Planmäßig soll OPUS 3 Anfang 2027 den regulären Forschungsbetrieb aufnehmen.
Erste Projekte bereits in der Pipeline
Doch schon jetzt habe die neue Anlage erste wissenschaftliche Daten geliefert, hieß es weiter. So haben Forschende beim Aufbau das Verhalten des Turms im Wind gemessen, bevor die Gondel montiert wurde. Die Messungen sollen dabei helfen, die besonderen Zustände bei der Montage von Windenergieanlagen besser zu verstehen.
Weitere Projekte stehen laut DLR bereits in den Startlöchern. Dazu zählten unter anderem die Entwicklung und Erprobung besonders flexibler Rotorblätter.
