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Niedrigere Betriebskosten

Auch im Betrieb biete so ein Modell Vorteile, sagt Störtenbecker. Wenn eine Offshore-Windkraftanlage wegen eines Fehlers stillsteht, fällt deren gesamte Leistung weg, bis der Fehler behoben ist. Bei schlechtem Wetter kann es tagelang dauern, bevor es dem Wartungsteam möglich ist, zur Anlage rauszufahren. Wenn dagegen bei einer Multirotor-Anlage eine oder mehrere Turbinen ausfallen, produzieren die anderen immer noch weiter. Somit könnte sich für den Betreiber auch die Option bieten, dass es für ihn günstiger ist, abzuwarten, bis die Monteure ohnehin vor Ort sind. Schließlich verursacht jede Extrafahrt erhebliche Kosten.

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Kleine Rotoren kommen auch besser mit Turbulenzen klar, weil sie flexibler reagieren können als ein großer Rotor, der vergleichsweise träge ist. Das reduziert extreme Lasten und somit insgesamt den Verschleiß. Was das Team um Dalhoff ebenfalls testet, ist die Nachführung der Windrichtung (Azimut). Wenn diese in höherem Maße passiv möglich wird, indem sich die Rotoren durch die Schubkräfte des Windes selbst in die richtige Position bringen, kann man auf einige Antriebsmotoren verzichten. Auch das bedeutet geringere Kosten. Am Ende des Projektes soll das Konzept einer Multirotor-Standardanlage stehen, deren Stromgestehungskosten mit denen einer konventionellen Windkraftanlage gleicher Leistung verglichen werden.

Vorteile von Zweiblatt-Rotoren

Parallel dazu arbeitet das Team um Vera Schorbach an einem "ganzheitlichen Vergleich" zwischen 20-MW-Zwei- und Dreiblattanlagen für den Offshore-Bereich, der nach wie vor eine Forschungslücke ist. "Wir hoffen, diese Lücke mit Hilfe unserer Untersuchungen schließen zu können", sagt die Leiterin des Projekts X-Zweiblattrotor an der HAW Golem.de. Nach Auskunft der promovierten Ingenieurin beginnt es mit der Berechnung der Lasten verschiedener Turbinenkonzepte und endet bei der Auslegung der Strukturen, die letztlich das Gewicht der Anlage bestimmen. Ihre Mitarbeiter weisen auf Vorteile wie Materialeinsparungen und vereinfachte Logistik hin, was niedrigere Kosten bedeute.

"Schon in der Herstellung ist der Rotor günstiger, weil weniger Material gebraucht wird", sagt Fabian Anstock vom Projekt X-Zweiblattrotor im Gespräch mit Golem.de. "Außerdem kann ein Zweiflügler an Land vormontiert werden, weil der dritte Flügel nicht im Weg ist. Aus dem gleichen Grund kann die Anlage später, während des Betriebs auf dem Meer, von einem größeren Hubschrauber angeflogen werden als eine Dreiblattanlage." Das vereinfache die Wartung. Moderne Regelungstechnik oder auch mechanische Lösungen wie die Pendelnabe machen die Dynamik eines Zweiflüglers inzwischen auch besser beherrschbar, als das früher der Fall war.

Der wichtigste Punkt für die HAW-Forscher ist aber eine direkte Vergleichbarkeit zum großen und innovativen Dreiblatt-Konzept des EU-Projektes. Als Referenz gilt ihnen deshalb ebenfalls die 20-MW-Innwind-Turbine mit einem Rotordurchmesser von 252 Metern.

Im ersten Schritt lassen sie ein Blatt weg und versuchen, die Leistungsäquivalenz durch eine höhere Rotationsgeschwindigkeit sowie eine veränderte Blattbreite herzustellen. In der zweiten und dritten Phase verändern sie weitere Komponenten, etwa indem sie vom Luv- zum Leeläufer übergehen oder eine Pendelnabe hinzufügen und auslegen. Dabei untersuchen sie bei jeder einzelnen Veränderung, wie diese sich auf Ertrag und Kosten auswirkt. Auf diese Weise können die Vorteile analytisch auseinandergehalten werden und werden nicht, "wie bisher oft, im Endergebnis vermischt", sagt Anstock. Bei jedem Arbeitsschritt sind die Stromgestehungskosten im Fokus, mithin der wichtigste Faktor für die Hersteller.

 Offshore-Windparks: Neue Windräder sollen mehr Strom liefernDie Anfänge waren mühsam 
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