Forschungsprojekt STRAIGHT

Um die ambitionierten Ziele zum Windenergieausbau in Deutschland zu erreichen, ist es neben der Beschleunigung von Genehmigungsverfahren notwendig, die technisch-ökonomischen Aspekte der Windparkplanung effizienter zu gestalten. Diese nehmen derzeit üblicherweise rund eineinhalb Jahre in Anspruch.

Ein wesentlicher Hebel zur Beschleunigung der Windparkplanung ist die Reduktion der Messdauer. Ein Hauptziel des Projekts ist daher die Qualifizierung (Bankfähigkeit) von Kurzzeitmessungen für die Ertragsabschätzung – bis hin zur Windpotenzialanalyse ohne Messung. Neben einer Beschleunigung lässt sich damit eine deutlich höhere Kosteneffizienz erreichen. Durch eine Verkürzung der Messdauer auf sechs bzw. drei Monate anstelle des üblichen Jahres kann so eine Kostenreduzierung von etwa 40 % bzw. 65 % erzielt werden.

Da in einem solchen Fall eine geringere Datenmenge vorhanden ist, ergeben sich besondere Anforderungen an die Ertragsabschätzung. Einerseits umfasst dies die Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Datengrundlage. Dies betrifft sowohl Mess- als auch Langzeitdaten (in der Regel Wettermodelldaten), die für eine langzeitliche Einordnung – die sogenannte Langzeitkorrektur – der Messdaten genutzt werden. Anderseits müssen die Verfahren und Prozesse, z.B. zur Berechnung der energetischen Verluste, verbessert und weiterentwickelt werden. Nur so ist trotz reduzierter Datengrundlage eine hohe Genauigkeit (geringe Unsicherheit) möglich.

Im Einzelnen werden im Projekt folgende Innovationen und Projektziele verfolgt:

• Entwicklung eines Verfahrens zur Verbesserung der Messdatenbasis (Auffüllen von Datenlücken)
• Verbesserung von Wettermodell- bzw. Reanalysedaten (auf Basis des anemos-Windatlas)
• Entwicklung eines KI-basierten Verfahrens für die Langzeitkorrektur kurzzeitiger Windmessungen zur Berücksichtigung saisonaler Effekte
• Verbesserung der Verlustberechnung bzgl. tages- und jahreszeitlich abhängiger Verluste (z.B. Artenschutz, schallreduzierter Betrieb, Schattenwurf)
• Verbesserung der Verlustberechnung bzgl. Abschattungsverluste im Windpark
• Entwicklung einer standortgenauen Korrektur der Leistungskennlinie zur Berücksichtigung von Effekten wie Turbulenz oder Schräganströmung auf die Anlagenerträge
• Verbesserung und Nutzung von Geodaten zur Bestimmung der lokalen Rauigkeit und deren zeitlicher Änderung

Darüber hinaus werden Methoden zur objektivierten Bestimmung aller relevanter Teilunsicherheiten entwickelt.

Die im Projekt entwickelten Verfahren werden so zusammengefügt, dass eine hochgradig automatisierte Abschätzung der Erträge inklusive Unsicherheiten erfolgt (Ergebnisreports). Ergänzend kombiniert das Fraunhofer IEE die Verfahren so, dass eine Ertragsabschätzung auf regionaler Ebene möglich ist. Damit können beispielsweise Potenzialstudien berechnet werden, was großräumige Planungen von Industrie und Politik unterstützt.