Forschende optimieren Rotorblätter und steigern Windkraft-Effizienz um vier Prozent
Hubertus Caspar
Forschende optimieren Rotorblätter und steigern Windkraft-Effizienz um vier Prozent
Ein internationales Forschungsteam der Fachhochschule Kiel (FH Kiel) hat das Design von Rotorblättern für große Offshore-Windkraftanlagen optimiert. Durch ihre Arbeit konnte die Energieausbeute um bis zu vier Prozent gesteigert werden – ein erheblicher Gewinn, insbesondere bei 10-Megawatt-Turbinen. Das Projekt wurde mit rund 230.000 Euro von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.
Das Team unter der Leitung von Professor Alois Schaffarczyk untersuchte dabei vor allem die Übergangszone der Rotorblätter – die inneren 15 Meter in der Nähe der Nabe. Dieser Bereich, der etwa 750 Quadratmeter umfasst, war in der aerodynamischen Gestaltung bisher kaum berücksichtigt worden. Durch die Überarbeitung des Profils gelang es den Forschenden, messbare Effizienzsteigerungen zu erzielen.
Die Tests fanden im großen Windkanal der Deutschen WindGuard in Bremerhaven statt. Die Ergebnisse bestätigten, dass das neue Design die Energieerzeugung um bis zu vier Prozent erhöhen kann. Zudem erforschte das Team zusätzliche Hilfsmittel wie Wirbelgeneratoren und Trennplatten, die sich auch an bestehenden Rotorblättern nachrüsten lassen, um weitere Verbesserungen zu erreichen. Professor Schaffarczyk, seit 1993 Experte für Windturbinen-Aerodynamik, leitete das Projekt an der FH Kiel. Die Erkenntnisse des Teams kommen zu einer Zeit, in der die Windenergie zunehmend an Bedeutung gewinnt: 2023 deckte sie 32 Prozent des deutschen Strombedarfs. Rotorblätter spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie die Windenergie in Rotationsbewegung umwandeln. Die optimierte Konstruktion zielt insbesondere auf die Anforderungen von Offshore-Anlagen ab, wo Effizienzsteigerungen aufgrund der Größe und Leistungskapazität besonders wirksam sind.
Die Forschung bietet eine praxistaugliche Möglichkeit, die Leistung großer Windkraftanlagen zu verbessern. Mit nachrüstbaren Lösungen und optimierten Blattprofilen könnte die Arbeit des Teams dazu beitragen, die Energieerträge in bestehenden und zukünftigen Offshore-Parks zu steigern. Die Ergebnisse unterstützen zudem den anhaltenden Wandel Deutschlands hin zu erneuerbaren Energien.
