Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik

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1 Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Bremerhaven und Kassel Advancing Wind Energy and Energy System Technology Herausforderungen an die Technologieentwicklung FVEE Jahrestagung Oktober 2010 Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter

2 Entwicklung des Windenergiemarktes

3 Entwicklung des Windenergiemarktes... in China...China als Vorbild bezüglich Dynamik: Anzahl der Hersteller 2004: : ca. 80 Goldwind Gamesa Sinov el Installierte Leistung: 2004: ca. 750 MW : ca MW DE C XEM C Sewin d Windey 6 Megawindparks geplant je 10 GW Leistung 3 Mingyan g

4 Entwicklung des Windenergiemarktes... in Deutschland Situation in Deutschland: - Fokus der Planung ist die Nordsee, einige weitere Projekte in der Ostsee - Erstes Projekt alpha ventus in Betrieb genommen - Städte wie Bremerhaven, Emden, Cuxhaven und Husum platzieren sich als Offshore-Basis -lokale und nationale Erwartungshaltung -Spitzencluster German Wind 4

5 Deutsche Besonderheiten Die Planungen für die deutschen Projekte in der Nord- und Ostsee sind vergleichsweise technisch anspruchsvoll... alpha ventus [ ISET]

6 Allgemeine Offshore-Trends Die Kosten der Offshore Windenergie sind gestiegen... bzw. die Hersteller sind nicht mehr bereit, weiter alle Risiken zu tragen (split contract vs. EPC) 4,00 3,50 3,00 EPC Cost per Installed MW 2000 to ,86 3,56 2,50 2,23 2,322,35 2,09 2,11 2,05 1,70 1,81 1,85 1,92 2,00 1,46 1,50 1,33 0,84 1,04 1,05 1,16 1,16 1,29 1,23 1,00 0,77 m/mw 0,50 0,00 Middelgrunden Horns Rev North Hoyle Nysted Scroby Sands Kentish Flats Barrow Egmond Ann Zee Beatrice Burbo Lillgrund Q7 Alpha Ventus 1 Lynn ID Rhyl Flats Robin Rigg Thornton Bank Gunfleet Sands Nordergründe Walney Island Gunfleet Sands II Offshore Center Danmark

7 Größe als Problemlösung? Historisch extrapolierte Sichtweise kw Ø 150m kw Ø 280m ww kw Ø 126m 2020

8 Größe als Problem! Skalierte Sichtweise Grundlagen: Ähnlichkeitsgesetze Absolut Proportionalität Leistung P=ρ/2 cp(λ) v 3 R 2 π R 2 Drehzahl R 1 Gewicht R 3 Schub S=ρ/2 cs(λ) v 2 R 2 π R 2 Gewichtsbeanspruchung R 1

9 Technologie als Lösung? IST Scaling 5MW Scaling 20MW Ø in m P in MW Rating kw/m 2 Masse in t Ø in m P in MW Rating kw/m 2 Masse in t Ø in m P in MW Rating kw/m 2 Masse in t K ,5 0, , , M , , M , , Beanspruchungsgrenze Material???

10 Technologie hilft! 10

11 Technologie... Neue Ansätze: Supraleitende Generatoren

12 Technologie... Neue Ansätze: Supraleitende Generatoren

13 Technologie... Schwimmende Offshore-Anlagen HiPRwind EU-Projekt zu schwimmenden WEA

14 Technologie... Intelligente Rotorblätter Adaptive Rotorblätter zur Lastoptimierung, Leistungssteigerung und Geräuschoptimierung

15 Aber was ist das Ziel??? Diskussion von Kostenzielen für die Offshore-Windenergie ist notwendig Ein Ziel von 8-10 cts/kwh sollte angestrebt werden -> Parität mit Onshore-Wind in Bayern Anstrengungen sollten unter dem Kostenziel zeitlich und inhaltlich gebündelt werden -> Masterplan für die Umsetzung der Volumenziele

16 Und dann?...windleistung in Deutschland Installed Capacity [MW] 2010 gibt es ca Windenergieanlagen mit 25 GW installierter Leistung Produktion TWh -> ca. 6.5 % des Verbrauchs BRD

17 Wind Power Mangement System (WPMS) des IWES Graphische Benutzeroberfläche

18 Forecast model

19 Statistischer Ansatz Neuronale Netze

20 Kurzfristprognose für Deutschland Vergleich von Prognosen mit unterschiedlichen Inputdaten Nur Wetterprognosedaten (NWP) NWP-Daten und Online- Leistungsmessungen (power) NWP-Daten und Online- Windmessungen (wind) Alle Inputdaten IWES Kurzfristprognose seit 2009 in Betrieb bei transpower, 50Hertz und Amprion Testzeitraum: 10/ /2008

21 Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Vielen Dank!