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Neuer Technologietrend

Wissenschaftler erwartet, dass Multirotor sich etablieren wird

Interview mit Peter Dalhoff, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, über Multirotoren und das Zusammenspiel von Forschung und Industrie.

Nicole Weinhold

Die physikalischen Skalierungsgesetze sprechen dafür, dass man viele kleine Rotoren statt einem großen einsetzt. Das sogenannte Square Cube Law besagt, dass wenn wir eine Anlage vergrößern, der Ertrag quadratisch mit dem Durchmesser steigt. Aber das Materialvolumen und damit auch die Kosten steigen kubisch. Peter Dalhoff erforscht daher an der HAW, wie ein Multirotor für eine 20-MW-Anlage aussehen müsste und wie sein Betrieb und seine Akzeptanz wären.

Können Sie sich vorstellen, dass die Multirotor-Technologie tatsächlich innerhalb der nächsten zehn Jahre neben dem Dreiflügler fußfassen könnte?

Peter Dalhoff: Ja, in einem Zeitfenster von zehn Jahren kann ich mir das vorstellen. Gerade wenn man den nächsten großen Schritt für Offshore-Anlagen machen möchte, kann ich mir sehr gut vorstellen, dass der einfacher zu machen ist mit vielen kleinen Rotoren als mit einem großen. Da geht es auch um die Frage: Kann ich eine solche Technologie finanzieren? Wenn Sie bei der KfW anrufen und nach einer klassischen Projektfinanzierung mit Multirotoren fragen, dann wird man da kein langes Gespräch führen. Das ist immer so, wenn es um eine deutliche Abweichung vom Stand der Technik geht, muss man andere Finanzierungsvehikel finden als die klassischen, die auf dem Stand der Technik aufbauen.

Woran ist Henk Lagerweji damals in den 90ern mit seinem Multirotor gescheitert?

Peter Dalhoff: Die Anlage selbst war alles andere als optimiert für einen Multirotor, der mal in Serie gehen würde. Im Wesentlichen war es ein Kragarm wie ein Tannenbaum. Aus unserer Sicht sollte man das so nicht machen. Ob das das Problem war, entzieht sich meiner Erkenntnis. Aber wir gehen eher von einer Fachwerk- oder Wabenstruktur aus und einem zentralen Azimutlager. So kann man viel leichter und steifer bauen.

Wie wäre die Akzeptanz einer solchen Anlage mit vielleicht 20 oder 40 Rotoren?

Peter Dalhoff: Onshore ist das schwer abzuschätzen. Erstmal ist nur Offshore geplant, vor allem weil dort sehr große Anlagen gefragt sind. Da steht die Frage der Akzeptanz außerdem nicht im Vordergrund. Wie wird das mit Vogelschlag aussehen? Dazu gibt es noch keine Forschungsergebnisse. Vermutung: Der Spaceframe macht das Ganze für Vögel besser sichtbar.

Es hat immer wieder Phasen gegeben, in denen Nischenversuche unternommen wurden von Startups in den Markt zu kommen. Aber die meisten sind gescheitert, weil sich keine großen Unternehmen an diese Technologien herangewagt haben. Sehen Sie, dass die Branche gerade das Geld locker hat für solche Experimente wie den Multirotor?

Peter Dalhoff: Locker sitzt Geld in den seltensten Fällen. Auch wenn man jetzt die ganzen Offshore-Ausschreibungen sieht, wo zu sehr niedrigen Stromgestehungskosten produziert werden muss. Offshore-Windparks müssen gebaut werden, die sehr günstig Strom produzieren. Da sehe ich mit dem Multirotor ein großes Potenzial, die Stromgestehungskosten zu senken. Natürlich kostet die Entwicklung etwas und es muss vermutlich ein großes Unternehmen einsteigen und die Technologie zum Prototyp und zur ersten Miniserie führen. Das ist ein langer Weg.

Allgemein gefragt, welchen Herausforderungen steht die Branche gegenüber? Wie sehen Sie die Zukunft der Windenergie?

Peter Dalhoff: Wenn man aus der großen Perspektive schaut, reicht es nicht mehr, wenn wir uns nur mit unserer Windkraftanlagen allein beschäftigen,und die als Insellösung optimieren, sondern wir müssen schauen, wie man die Energiewende insgesamt gestemmt bekommt. Da sind dann Themen wie Sektorkopplung und Wasserstoff, Smart Grids neben der „klassischen“ Windenergieforschungwichtig. Da muss die Windbranche mitwirken. Insgesamt können wir nicht mehr Produce and Forget machen, sondern müssen uns an Lösungen zum Ausbalancieren von Energieangebot und Nachfrage beteiligen. Im Großprojekt Norddeutsche Energiewende 4.0 (NEW 4.0) wurden unter Koordination der HAW Hamburg bereits viele dieser Themen angepackt. Dieses Projektgeht seinem Ende zu. In Kürze soll NDRL anlaufen, das Norddeutsche Reallabor, wo es u.A. um Wasserstofftechnologien gehen wird.

Und wenn wir konkret in die Windenergie schauen?

Peter Dalhoff: Dann kann man auch über deutlich abweichende Konzepte von der Norm nachdenken, etwa Multirotoren, Zweiblattrotoren oder Kites. Gleichzeitig sehe ich es als Hauptherausforderung an, die evolutionären Optimierungen im Detail weiterzutreiben. Davon gibt es sehr viele. Aber nur ein paar Dinge: Das Testen muss weiter zunehmen. Von Materialproben, über Baugruppen bis zu Tests von ganzen Anlagen müssen wir mehr testen, um Serienschäden zu minimieren. Gleichzeitig wird die Digitalisierung ein großes Thema sein. Das klingt nebulös, aber gemeint ist z.B. der intelligente Windparkbetrieb im Ensemble, etwa mit einem digitalen Zwilling oder als Social Wind Farm Control. Die einzelnen Anlagen sollen sich sozialer verhalten. Die Stromabwärtsanlage würde dann mehr abbekommen, weil die Stromaufwärtsanlage gedrosselt wird. Gleichzeitig gibt es weniger Ermüdungsbelastung.

Es gab lange eine Disharmonie zwischen Herstellern und Forschung. Und auch zwischen Zulieferer und Hersteller. Ist das immer noch so?

Peter Dalhoff: Die Problematik kenne ich auch aus der Zeit, als ich noch für einen Zertifizierer tätig war. Auch da war mir bekannt, dass jeder Hersteller seine Geheimnisse bewahren möchte. Andererseits laufen all unsere Forschungsvorhaben mit Industriepartnern. Das läuft größtenteils ziemlich gut. Manchmal bekommt man nicht die Daten, die man haben möchte. Aber ich kann auch verstehen, wenn ein Hersteller einer Hochschule nicht die letzten Geheimnisse seiner Anlagenregelung offenbaren möchte. Weil die Wissenschaftlichen Mitarbeiter vielleicht ein Jahr später bei der Konkurrenz arbeiten. Als Hochschule der Angewandten Wissenschaften kommen wir regelmäßig in den Austausch mit Herstellern und können daher gut zusammenarbeiten. In einer idealen Welt würde ich mir wünschen, dass wir regelmäßig mit Herstellern an einem Tisch sitzen und über gemeinsame Probleme offen geredet werden könnte.

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