AptWind: Atmospheric Physics and Turbulence for Wind Energy Doctoral Network

Auf einen Blick

• Um die EU-Ziele beim Ausbau der Windenergie zu erreichen, müssen neue große Windenergieanlagen entwickelt werden. In diesen Dimensionen sind atmosphärische Strömungsphänomene noch nicht ausreichend untersucht.
• Im EU-Verbundprojekt AptWind entsteht ein europaweites wissenschaftliches Netzwerk aus Industrie und Forschung, das Nachwuchswissenschaftler und -wissenschaftlerinnen anhand dieser offenen Fragestellungen ausbildet, durch Doktorandenstipendien fördert, und gleichzeitig für einen optimalen Wissenstransfer in die Industrie sorgt.
• Das Fraunhofer IWES betreut unter anderem den Themenschwerpunkt „Small-scale flow & turbulence“.

Herausforderung

Die Europäische Union verfolgt ehrgeizige Klimaziele: Die CO2-Emissionen sollen bis 2030 um 55 Prozent gegenüber 1990 gesenkt werden, 2050 will die EU klimaneutral sein. Dafür muss die Stromerzeugung mit Hilfe erneuerbarer Energien massiv gesteigert werden. 2030 soll ein 40 Prozent-Anteil erreicht sein. Dies geht einher mit einem massiven Ausbau der Windenergienutzung. Bis 2030 müssen jährlich 30.000 MW hinzukommen, gleichzeitig muss sich die Anlagentechnik weiterentwickeln und die Industrie größere, leistungsfähigere Windenergieanlagen auf den Markt bringen. Damit werden Anlagengrößen erreicht, die in weniger gut erforschte Bereiche des atmosphärischen Strömungsgeschehens hineinreichen.

Lösung

Hier setzt das europäische Verbundprojekt AptWind an. Ziel ist, eine neue akademische Generation auszubilden, die einerseits ein tiefes Verständnis für das Zusammenspiel von atmosphärischer Strömungsphysik und Turbulenzen besitzt, und gleichzeitig in der Lage ist, aus den wissenschaftlichen Erkenntnissen innovative industrielle Anwendungen und Produkte zu entwickeln. Dafür werden die Doktoranden gezielt mit Stipendien gefördert.  AptWind verfolgt konkrete wissenschaftliche Fragestellungen: Vier Forschungsleitfragen adressieren unter anderem die Auswirkungen relevanter Strömungsereignisse auf Rotoren von Windenergieanlagen mit einer Leistung von mehr als 15 MW oder die Verbesserung numerischer Simulationen.

In dieser Kombination von Ausbildung und inhaltlicher Forschung umfasst AptWind sechs Arbeitspakete. Das Fraunhofer IWES ist hier für das Arbeitspaket 3 „Small-scale flow & turbulence“ verantwortlich. Dabei steht die Vernetzung von Nachwuchswissenschaftlern und Industrie im Fokus, die die Forschung über kleinräumige Strömungen und Turbulenzen gemeinsam vorantreiben. Darüber hinaus übernimmt das Fraunhofer IWES Ausbildungsaufgaben, etwa bei der Schulung von Simulationsmethoden für die Auslegung von Windenergieanlagen. 

Mehrwert

AptWind sorgt dafür, dass eine neue Generation von wissenschaftlichen Fachkräften nicht nur gut im für das Verständnis der Windenergie wichtigen Bereich der atmosphärischen Strömungsphysik ausgebildet wird, sondern sorgt auch für eine gute Vernetzung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untereinander und mit der Industrie. In der Folge werden wissenschaftliche Erkenntnisse schnell in der Industrie Anwendung finden. Damit wird AptWind dazu beitragen, die Ergebnisse weiterer EU-Forschungsprojekt wie FLOW, Aïre und Meridional für die Industrie nutzbar zu machen. 

Zur Projektwebsite: https://www.aptwind.eu/