Forschung im Windlab Wo das Wind-Chaos wiederholbar wird

Windräder trotzen auf hoher See und an Land Wind und Wetter. Bis zu 80 Meter sind die Flügel mancher Anlagen lang, Material und Technik sind enormen Belastungen ausgesetzt. Sie zu erforschen, ist eine Herausforderung.
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Windräder sind extremen Belastungen ausgesetzt: Bei einer Betriebszeit von 20 Jahren müssen die Anlagen bis zu 100 Millionen Windstöße verkraften. Quelle: dpa
Offshore-Windpark Butendiek

Windräder sind extremen Belastungen ausgesetzt: Bei einer Betriebszeit von 20 Jahren müssen die Anlagen bis zu 100 Millionen Windstöße verkraften.

(Foto: dpa)

OldenburgFast jeder kennt es: Beim Landeanflug blinken rot die Anschnallzeichen auf. Aus gutem Grund: Es wird turbulent, denn in Bodennähe verwirbelt sich der Wind. Treten dann noch Böen auf, kann es ganz schön ungemütlich werden.

Das, was Flugzeuge und Passagiere beim Lande- und Startvorgang erleben und manchmal erleiden, ist Dauerzustand für Windkraftanlagen auf See und an Land. Genau diesen turbulenten und chaotischen, also nicht berechen- und reproduzierbaren Windströmungen sind Forscher im neuen „Windlab“ in Oldenburg auf der Spur.

Die größten Windkraft-Konzerne der Welt
Platz 14: XEMC (China)
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Nirgendwo auf der Welt werden jährlich mehr Windräder ans Stromnetz angeschlossen als in China. Zu den größten Profiteuren dieses fernöstlichen Grünstrom-Booms zählt XEMC. Der chinesische Elektrokonzern hat im Jahr 2009 die niederländische Energiefirma Darwind gekauft und sich so wertvolles Know-how für die Herstellung von Windturbinen und Rotorblättern gesichert, den wichtigsten Komponenten von Windenergieanlagen. Nach Berechnungen der Marktforschungsfirma FTI Intelligence brachte es XEMC 2016 auf einem Marktanteil von 2,2 Prozent.

Marktanteil 2,2 Prozent.  

Platz 13: Dongfang (China)
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Der chinesische Staatskonzern Dongfang stellt Schiffe, Lokomotiven und Gasturbinen her. Zu einem immer einträglicheren Geschäft werden aber auch die Windräder, die das Unternehmen aus der Provinz Sichuan fertigt.

Marktanteil: 2,2 Prozent.

Platz 12: Senvion (Deutschland)
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Deutschlands viertgrößter Windkraftkonzern Senvion rangiert global gesehen nur noch auf Platz 12. Die Hamburger kämpfen derzeit mit schwindenden Aufträgen, bröckelnden Marktanteilen und sinkenden Umsätzen. Nach einer Konsolidierungsphase soll der Erlös bis 2019 aber auf 2,6 Milliarden Euro in die Höhe schnellen. Damit die Konkurrenz Senvion in der Zwischenzeit nicht völlig enteilt, streicht der Konzern Hunderte Stellen und investiert in neue Produkte.

Marktanteil: 2,5 Prozent.

Platz 12: Sewind (China)
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Die Windkraftsparte des chinesischen Staatskonzerns Shanghai Electric produziert in zwei Fabriken jährlich mehr als 3.000 Windräder. Besonders erfolgreich ist das Unternehmen mit seinen Anlagen auf hoher See. Im Segment Offshore-Wind zählt Sewind zu den drei größten Herstellern weltweit. In Deutschland sind die Chinesen zudem am Maschinenbauer Manz AG beteiligt.

Marktanteil: 3,0 Prozent.  

Platz 10: CSIC Haizhuang (China)
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Unter den 14 führenden Windkraftkonzern der Welt befinden sich gleich acht Unternehmen aus China. Der Grund ist simpel: Im Reich der Mitte wurden alleine 2016 mehr als 40 Prozent der weltweit neu installierten Windräder ans Stromnetz angeschlossen. Ausländische Firmen kommen in China kaum zum Zug, der Markt ist weitgehend abgeschottet. Dieser Heimatbonus beflügelt Konzerne wie CSIC Haizhuang – sie prägen verstärkt den Weltmarkt.

Marktanteil: 3,2 Prozent.

Platz 9: Mingyang (China)
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Chinas viertgrößter Windkraftkonzern will sich vom Maschinenbauer zum Service-Unternehmen wandeln. Zwar soll die Produktion von Turbinen, Gondeln und Rotorblättern weiterhin eine wesentliche Säule des Geschäfts bleiben, aber die Wartung und Instandhaltung von Windrädern verspricht höhere Renditen.

Marktanteil: 3,5 Prozent.

Platz 8: Envision (China)
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Lei Zhang ist das Enfant terrible der Windenergieindustrie. Der Chef von Envision bezeichnet sein Unternehmen gerne als das „Apple der Energiewelt“. Statt wie die Konkurrenz lediglich „dumme“ Windräder herzustellen, will Zhang künftig mit einer offenen Plattform Geld verdienen, die Angebot und Nachfrage im Energiemarkt synchronisiert. Schwankende Solar- und Windenergie will er im großen Stil mit Stromspeichern, Elektroautos oder Industrieanlagen koppeln und auf lange Sicht mit dem smarten Steuern von Energieflüssen Milliarden verdienen. Zumindest ein paar Jahre lang dürfte der Verkauf von Windmühlen aber noch das Kerngeschäft von Envision bleiben. Anders als die Wettbewerber lässt Envision aber die Anlagen von Subunternehmen fertigen. Damit braucht der Konzern fast zwanzig Mal weniger Fixangestellte als die Branchenführer. Nur das Design und die Patente gehören Envision. „Wie bei Apple“, meint Unternehmenschef Zhang.

Marktanteil: 3,5 Prozent.

„Wir können das Chaos wiederholen“, sagt der Physiker und Turbulenzforscher Joachim Peinke, für den mit dem Wind-Labor ein „Traum“ in Erfüllung ging. Der 60-Jährige leitet zusammen mit dem Windenergieexperten Martin Kühn das 20 Millionen Euro teure Wind-Labor, das vom Bund und dem Land Niedersachsen je zur Hälfte finanziert wurde.

Herzstück der Anlage ist ein 30 Meter langer und flexibel gestaltbarer Windkanal. Dort werden Einzelwindkraftanlagen mit einem Rotorblattdurchmesser von rund 1,80 Meter oder kleinere Modellanlagen mit einem Durchmesser von 58 Zentimetern in „Parkformation“ montiert und Windturbulenzen ausgesetzt.

Es geht dabei um eine möglichst genaue Abbildung der natürlichen Windverhältnisse. Turbulenzen und Windwirbel entstehen etwa durch Widerstände wie Häuser, Hügel, Berge oder Wälder, aber auch durch Wettereinflüsse, die den Wind unsystematisch verwirbeln. Ein wissenschaftlich betrachtet ziemlich chaotischer Vorgang. Vor allem in der Höhe der Windanlagen sind diese Turbulenzen Alltag.

Die neue Anlage soll viele Fragen beantworten: Wie müssen Windräder in einem Park angeordnet werden, damit sie den Wind mit seinen Turbulenzen optimal nutzen? Wie müssen die Anstellwinkel der tonnenschweren Rotorblätter sein? Und wie geht man mit der Eigenturbulenz um? Denn nicht nur der frische Wind, der auf die erste Anlage eines Windparks trifft, ist turbulent. Das Windrad erzeugt selbst neue Turbulenzen, die sich wieder auf die nachfolgenden Windräder auswirken.

100 Millionen Windstößen ausgesetzt
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1 Kommentar zu "Forschung im Windlab: Wo das Wind-Chaos wiederholbar wird"

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  • "Sergio Puntila27.01.2017, 09:30 Uhr
    Der Chefdemokratenfresser als Oberkommentator des HB sondert in gewohnt langweiliger Manier, klingt schon fast andressiert, was Sie hier tagtäglich vor sich hingeifern, werter Mark Hoffmann"

    Ich geifere nicht, ich kommentiere. Ich gebe mir den ganzen Tag große Mühe, jeden, aber auch wirklich jeden Artikel zu kommentieren,
    um die Leute von der grün-sozialistischen Murkselregierung zu warnen.

    Ja, ich bin ein Fan von Trump und Putin, das sind wenigstens noch zwei echte Kerle mit eigener Meinung, nicht wie unser sprechender Hosenanzug!

    Ja, ich bin ein Anhänger der AFD, denn nur diese Partei kann unser Reich noch retten!

    Nein, ich bin nicht arbeitslos und habe deshalb soviel Zeit Kommentare zu schreiben, ich bin arbeitssuchend!
    Danke

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