ForWind – Zentrum für Windenergieforschung

ForWind ist das Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen. Mit einem breiten Spektrum im physikalischen und ingenieurwissenschaftlichen Bereich bündelt ForWind die Forschungsaktivitäten der drei Universitäten in der Windenergie. ForWind betreibt Grundlagenforschung, begleitet industriell ausgerichtete Projekte wissenschaftlich und organisiert die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften.

Geschichte und Organisation

Das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur gründete ForWind im Jahr 2003. Das Ziel ist, die Windenergieforschung zu bündeln und Synergieeffekte zwischen den Forschungsbereichen an den beteiligten Universitäten zu nutzen. Seitdem ist die Windenergieforschung an den Universitäten Oldenburg und Hannover in ForWind zusammengefasst. Im Jahr 2009 kam die Universität Bremen als neuer Partner hinzu und hat das Forschungsspektrum von ForWind noch einmal deutlich erweitert.

ForWind wird durch einen paritätischen Vorstand geleitet, dem je zwei Mitglieder der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover und der Universität Bremen angehören. Der wissenschaftliche Beirat ist mit Experten aus Forschung und Industrie besetzt.

Im Rahmen von ForWind arbeiten die folgenden Institute der Universitäten Oldenburg und Hannover zusammen. Ihre Aktivitäten im Bereich Windenergie werden in ForWind gebündelt.

• Abteilung Digitalisierte Energiesysteme, Universität Oldenburg, Astrid Nieße
• Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ), Universität Bremen, Andreas Fischer
• Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen, Universität Bremen, Bernd Kuhfuß und Kirsten Tracht
• Department für Informatik, Abteilung Systemanalyse und -optimierung, Universität Oldenburg, Axel Hahn
• Institut für Automatisierungstechnik, Universität Bremen, Kai Michels
• Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Universität Hannover, Axel Mertens und Bernd Ponick
• Institut für Baustoffe, Universität Hannover, Ludger Lohaus
• Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente, Universität Bremen, Nando Kaminski und Bernd Orlik
• Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik, Universität Hannover, Lutz Hofmann
• Institut für Geotechnik, Universität Hannover, Martin Achmus
• Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik, Universität Hannover, Heyno Garbe
• Institut für integrierte Produktentwicklung, Universität Bremen, Klaus-Dieter Thoben
• Institut für Kommunikationstechnik, Universität Hannover, Jürgen Peissig
• Institut für Maschinenelemente, Konstruktionstechnik und Tribologie (IMKT), Universität Hannover, Gerhard Poll
• Institut für Meteorologie und Klimatologie, Universität Hannover, Siegfried Raasch
• Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme, Universität Bremen, Walter Lang
• Institut für Physik, AG Energiemeteorologie, Universität Oldenburg, Detlev Heinemann
• Institut für Physik, AG Numerische Fluiddynamik in der Windphysik, Universität Oldenburg, Laura Lukassen
• Institut für Physik, AG Turbulenz, Windenergie und Stochastik (TWiSt), Universität Oldenburg, Joachim Peinke
• Institut für Physik, AG Windenergiesysteme, Universität Oldenburg, Martin Kühn
• Institut für Stahlbau, Universität Hannover, Peter Schaumann
• Institut für Statik und Dynamik, Universität Hannover, Raimund Rolfes
• Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (TFD), Universität Hannover, Jörg Seume
• Institut für Windenergiesysteme, Universität Hannover, Andreas Reuter
• Institut für Wirtschaftsinformatik, Universität Hannover, Michael H. Breitner
• Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau und Ästuar- und Küsteningenieurwesen, Universität Hannover, Thorsten Schlurmann
• Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen (MARUM), Universität Bremen, Tobias Mörz

Assoziierte Mitglieder von ForWind

• Stiftungslehrstuhl Windenergie, Universität Stuttgart, Martin Kühn
• Institut für Grundbau und Bodenmechanik, Universität Duisburg-Essen, Werner Richwien

Forschungsbereiche

Die zentralen Fragen der Windenergieforschung bearbeitet ForWind in zahlreichen Projekten. Diese lassen sich grob in vier Forschungsbereiche gliedern: Ressource Wind, Maschine und Rotor von Windenergieanlagen, die Tragstrukturen der Anlagen und die Integration des Windstroms in das elektrische Netz.

Ressource Wind

Wind ist der „Kraftstoff“ der Windenergie. Er bestimmt den Energieertrag einer Windkraftanlage und beeinflusst deren Lebensdauer. ForWind forscht an einer möglichst genauen Vorhersage der Windbedingungen für Windparks und Regionen. Das Zentrum untersucht die Wetterentwicklung auf großen und mittleren Skalen. Daraus lassen sich mögliche Windpotentiale und voraussichtliche Leistungsabgaben ableiten.

ForWind analysiert Windfelder und ihren Einfluss auf den Ertrag von Windenergieanlagen. Auch die im Nachlauf von Windenergieanlagen erzeugte Turbulenz wird untersucht: Hier geht es darum, wie sich diese auf benachbarte Anlagen im Windpark auswirkt. Aus diesen Analysen lassen sich wichtige Informationen gewinnen, insbesondere für die Designparameter und die günstigste geometrische Anordnung mehrerer Anlagen in einem Park.

Maschine und Rotor

In diesem Bereich stehen Mechanik und Elektrik von Windkraftanlagen im Mittelpunkt. Im Windkanal und mit numerischen Simulationen untersuchen Wissenschaftler die Umströmung von Rotorblättern. Ein spezielles Monitoring-Konzept wird für den Einsatz auf hoher See entwickelt: Über Sensoren an den Rotorblättern sollen Schäden frühzeitig erkannt werden. Mithilfe von modernen numerischen Simulationsverfahren lässt sich das Rotorblatt den Erfordernissen optimal anpassen.

Tragstrukturen

Die Haupttragstrukturen sind die Gründung und der Turm einer Anlage sowie deren Verbindungsteile. Effizienter Materialeinsatz und Monitoring-Konzepte stehen in diesem Bereich im Zentrum der Forschung. ForWind arbeitet an zuverlässigen Lebensdauerprognosen, forscht im Bereich der kraftschlüssigen Verbindungen und entwickelt intelligente Ansätze für die Anlagenüberwachung. Insbesondere Tragstrukturen von Offshore-Windparks sind Gegenstand der aktuellen Forschungsarbeit. Dabei spielt die dauerhafte Verankerung im Baugrund unter dynamischen Lasten eine große Rolle.

Elektrisches Netz

Je nach Wetterlage erzeugen Windenergieanlagen unterschiedlich viel Strom. Um die starken Schwankungen auszugleichen, benötigt der Stromnetzbetreiber möglichst genaue Informationen über die voraussichtliche Windleistung. ForWind entwickelt neue Verfahren zur Windleistungsvorhersage und optimiert bestehende Ansätze.

Zudem wird untersucht, welche Übertragungssysteme sich für den Netzanschluss von Offshore-Windparks eignen und wie sich der auf hoher See erzeugte Strom in das Verbundnetz einspeisen lässt. In diesem Zusammenhang entwickeln die Wissenschaftler auch Szenarien für einen Ausbau der Übertragungsnetze.

Aus- und Weiterbildung

Die deutsche Windenergiebranche hat sich von einer Nischenindustrie zu einem international agierenden Wirtschaftszweig mit bedeutenden Umsätzen entwickelt. Fach- und Führungskräfte werden heute in allen Bereichen der Branche gesucht.

An den Universitäten Oldenburg und Hannover können sich Studierende im Rahmen verschiedener Bachelor- und Masterstudiengänge im Bereich Windenergie spezialisieren. Ein postgraduales Studium mit dem Schwerpunkt Erneuerbare Energien ist in Oldenburg ebenfalls möglich.

Mit dem Weiterbildenden Studium Windenergietechnik und -management bietet ForWind zusammen mit der Windenergie-Agentur WAB e.V. das bundesweit erste akademische Weiterbildungsprogramm speziell für die Windenergiebranche an. Das elfmonatige Studium ist auf die Bedürfnisse von Berufstätigen zugeschnitten. Praxisnah und wissenschaftlich fundiert werden Inhalte aus den Bereichen Natur- und Ingenieurwissenschaft, Technik, IT, Betriebswirtschaftslehre und Recht vermittelt. Ein Zertifikat der Universität Oldenburg bescheinigt den erfolgreichen Abschluss.

Die ForWind-Academy bietet ein praxisbezogenes Seminarangebot, das aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen aufgreift.

Weitere Aktivitäten

ForWind veranstaltet öffentliche Vortragsreihen, wissenschaftliche Tagungen und Workshops. Damit unterstützt das Zentrum den schnellen Transfer aktueller Entwicklungen und Forschungsergebnisse in Öffentlichkeit, Wirtschaft sowie Politik und trägt zum wissenschaftlichen Austausch bei.

In Seminaren und Workshops greift ForWind aktuelle Forschungsfragen im Bereich Windenergie auf. Die semesterbegleitende Vortragsreihe mit nationalen und internationalen Referenten informiert ein breites Publikum über aktuelle Entwicklungen im Bereich Windenergie. Tagungen und Symposien organisiert ForWind aus eigener Initiative und als beauftragter Veranstalter. Auftraggeber sind unter anderem das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur, die Vereinigung der Regionen Europas sowie die Stadt Oldenburg.

Weblinks

• ForWind – Zentrum für Windenergieforschung
• Video über die Arbeit von ForWind auf YouTube