Smart Wind Farms: Simulation und Optimierung von Windparks

Das Projekt umfasst zwei Teilaspekte der Windparkoptimierung: Zum einen soll ein umfassendes Software-Tool zur Vorab-Optimierung von Windparks während der Designphase entstehen ('a-priori-Optimierung'). Dieses umfasst die Gestaltung des Layouts des Parks sowie das Windsektormanagement der einzelnen Turbinen; der zweite Aspekt sind Entwicklung und Test eines Reglerprototypen für einen Windpark, der modellbasiert die Energieentstehungskosten während des Betriebs möglichst niedrig hält ('CoE-optimale Windparkregelung').

Die entwickelten Werkzeuge werden in erster Linie für den Onshore-Markt konzipiert und erfüllen die Anforderung, auch in komplexem Gelände einsetzbar zu sein. Dazu werden Nachlaufmodelle für die Windturbinen verwendet, die auf den Ergebnissen numerischer Strömungssimulationen ('Computational Fluid Dynamics', CFD) beruhen.

Auch detaillierte Lastenkalkulationen fließen in die Zielfunktion bzw. in die Optimierungsbedingungen ein. Die Ertragsberechnung erfolgt in Abhängigkeit von den modellierten lokalen Windverhältnissen an den Turbinen so praxisnah wie möglich. Die verschiedenen im Projekt implementierten Modelle werden mit vorhandenen Messdaten validiert, und die Optimierung wird exemplarisch für existierende Windparks durchgeführt.