Das Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik eine Institutsgründung der Fraunhofer-Gesellschaft

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1 Das Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik eine Institutsgründung der Fraunhofer-Gesellschaft 17. November 2009, Oldenburg, 3. Wissenschaftstage des BMU Hans-Gerd Busmann

2 Das Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik eine Institutsgründung der Fraunhofer-Gesellschaft 17. November 2009, Oldenburg, 3. Wissenschaftstage des BMU Hans-Gerd Busmann Herausforderungen Institutsstruktur Geschäftsfelder Kooperationen Ausgewählte Highlights

3 Entwicklung der Windenergie [MW] Installierte Leistung Welt Europa Deutschland Windstromerzeugung Deutschland [GWh] Quellen: BTM consult, windpower monthly, IWR, IWES M. Durstewitz, BWE, WWEA Stand März 2009, Angaben für 2008 vorläufig

4 Herausforderung I: Kosteneffiziente Windenergieanlagen und -parks Rotorblatt Rotornabe Gondel Versorgungsstruktur Netzanbindung Blatt Multibrid M5000 Materialien Design, Fertigung Testprozeduren, Zuverlässigkeit Steuer-/Regelungstechnik Prozesssteuerung

5 Herausforderung II: Integration der Erneuerbaren Energiequellen für eine zuverlässige Energieversorgung Neue Versorgungsstrukturen Intelligente elektrische Netze und Regelungssysteme für Windenergie Bioenergie Photovoltaik Elektromobilität Speicher Energie- und Leistungsmanagement

6 Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Bremerhaven und Kassel Advancing Wind Energy and Energy System Technology Gründung: Mitarbeiter: ca. 150 Leitung: Dr. Hans-Gerd Busmann, Prof. Dr. Jürgen Schmid Hervorgegangen aus: Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik CWMT in Bremerhaven Institut für Solare Energieversorgungstechnik ISET in Kassel Forschungsspektrum: Windenergie von der Materialentwicklung bis zur Netzoptimierung Energiesystemtechnik für alle Formen der erneuerbaren Energien IWES Bremerhaven Projektgruppe Oldenburg Universität Bremen Universität Oldenburg Projektgruppe Hannover Universität Hannover IWES Kassel Universität Kassel Fraunhofer Zentrale in München

7 Forschungsverbund Windenergie Planung für 2013: 250 Arbeitsplätze im IWES und 250 an den Partneruniversitäten Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES Institutsteil Bremerhaven Institutsteil Kassel Standort Bremerhaven Maschinenbau Materialwissenschaft Offshore-Messtechnik Technische Zuverlässigkeit Standort Hannover Bauingenieurwesen Standort Oldenburg Aerodynamik Kompetenzfelder Standort Kassel Elektrotechnik Regeltechnik Energiesystemtechnik Elektrische Netztechnologien und Informationsverarbeitung Forschungsnetzwerk der Partneruniversitäten Forschungsverbund Windenergie Antriebstechnik Bauingenieurwesen Physik des Windes Elektrotechnik ForWind-Verbund Nordwest-Deutschland

8 IWES Geschäftsfelder Technik und Betriebsführung von Windenergieanlagen und -parks Dynamik der Anlagen und Komponenten Komponentenentwicklung Rotor, Antriebsstrang und Gründung Test- und Bewertungsverfahren für Anlagen und Komponenten Umweltanalytik Wind, See und Boden für die Wind- und Meeresenergienutzung Regelung und Systemintegration dezentraler Energiewandler und Speicher Energiemanagement und Netzbetrieb Energieversorgungsstrukturen und Systemanalyse

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11 Kooperation mit der Universität Kassel Elektrotechnik und Informatik KDEE - Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik Fachgebiet Rationelle Energiewandlung Gemeinsames Test- und Prüfzentrum Maschinenbau Ökologische Agrarwissenschaften Umweltwissenschaften Wirtschaftswissenschaften

12 Highlights

13 Simulation der Anlagendynamik ADCoS: Finite-Elemente-Ansatz und nichtlineare direkte Integration im Zeitbereich (entwickelt von ADC über mehr als 20 Jahre) Trägheits- und Massenkräfte Aerodynamische Lasten Wechselwirkung Turbine / Netz Anregungen durch Steuermanöver, ADCoS-Offshore beinhaltet verzweigte Tragstrukturen, Wellenlasten und Baugrund- Wechselwirkungen (IWES ADC Kooperation) Hydrodynamische Lasten Wellen unregelmäßige Seegänge Eis Wechselwirkung Anlage / Baugrund

14 Kompetenzzentrum Rotorblatt Neue Testverfahren Neue Simulationsverfahren Neue Rotorblätter Material- und Technologieentwicklung Beteiligt ist die»rotorblatt-industrie«einschließlich:

15 Elektromobilität und Smart Grids Automobile als flexible Speicher im Netz Netzinfrastruktur und Stromparkplätze Simulation elektrochemischer Speicher Dezentrales Management in Elektrofahrzeugen Roaming und automatisches Laden Prüfstände und Testfeld

16 Regenerative Kombikraftwerke Vollversorgung mit Windenergie, Photovoltaik, Biogas, Wasserkraft und Speichern Quelle:

17 Kompetenzzentrum Gondel (in Planung) Betrachtung der Gondel als Gesamtsystem in seiner Umgebung z.b. neue Kraftübertragungssysteme, Nabe-Getriebe-Elastizität Modellierung / numerische Simulationen neue Testverfahren Optimierung / Validierung von Sensoren, Aktoren, Betriebsführungssystemen Grundlagenforschung

18 Danksagung Das Fraunhofer IWES wird gefördert von dem Land Bremen Senator für Umwelt, Bau, Verkehr und Europa Senator für Wirtschaft und Häfen Senatorin für Bildung und Wissenschaft Bremerhavener Gesellschaft für Investitions-Förderung und Stadtentwicklung GmbH Land Hessen Land Niedersachsen und dem Bund BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer Kofinanzierung aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) Niedersachsen

19 Testfeld Smart Grids und E-Mobility Reserve SysTec Testfeld und Labor für Smart Grids und E-Mobility Rothwesten bei Kassel Elektrische Netze (Niederspannung, Mittelspannung) Regelbare Netzsimulatoren (1 MVA) Photovoltaik-Systeme, Windenergieanlagen, Hybridsysteme Ladestationen und Teststrecke für Elektromobilität