Frage: 22. Welche konkreten Initiativen wurden von der Bundesregierung wie auch von der FhG umgesetzt, um Technologien aus dem Bereich der Windenergie der FhG (insbesondere Institut für Windenergiesysteme [IWES] und Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik [IEE]) in die Serienfertigung zu bringen?
Antwort: Forschung zu Themen der Windenergienutzung wird seit mehreren Jahren im Schwerpunkt vom BMWK und auch von einzelnen Bundesländern gefördert und zielt dementsprechend auf eine Zusammenarbeit mit bzw. Unterstützung der deutschen Windindustrie entlang der gesamten Wertschöpfungskette sowie auf die Umsetzung von Forschungsergebnissen in die Praxis ab. Im Zentrum stehen häufig Projekte (Standortcharakterisierungen, Simulationsrechnungen) und Produkte (Komponenten und Systeme für Windenergieanlagen) mit hohem
Technologiereifegrad (TRL) und mit direktem Wertschöpfungspotenzial für die Industrie.
Im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms (7. EFP) fördert das BMWK die FhG im Bereich der Windenergie in Einzel- und Verbundvorhaben über Zuwendungen. Gemäß der Förderbekanntmachung zum 7. EFP findet die Förderung für die TRL 3 bis 7 statt, d. h. bis zu einem Prototyp in Einsatzumgebung, aber nicht bis zu TRL 9 (qualifiziertes System mit Nachweis des erfolgreichen Einsatzes), das Grundlage für eine Serienfertigung wäre. Dementsprechend findet eine Serienfertigung von Produkten typischerweise erst Jahre nach Vorhabenende statt und wird in den allermeisten Fällen durch die bei den Verbundvorhaben beteiligten Unternehmen durchgeführt. IWES und IEE selbst gewinnen in Verbundvorhaben u. a. Kompetenzen, die für Industrieaufträge im Anschluss an das Vorhaben verwendet werden können. Beispiele für solche Industrieaufträge, die in Folge von geförderten Vorhaben entstanden sind, sind z. B. die LidarBoje oder Baugrund-Voruntersuchungen.
Zudem besitzen die unterschiedlichen Institute, z. B. IWES und IEE, einige Prüfstände, die auch mit Mitteln aus den Energieforschungsprogrammen des Bundes finanziert wurden. Diese werden von der Industrie zur Überprüfung, vor allem aber auch zur Zertifizierung neuer Komponenten, z. B. Rotorblättern verschiedener Längen, Generatoren und Gondeln unterschiedlicher Größe oder Blattlagern verwendet. Die Zertifizierung ist für die Industrie ein wichtiger Schritt, um neu entwickelte Komponenten als Serienprodukte auf den Markt zu bringen. Konkret zu nennen sind hier die folgenden Prüfstände:
• Im Rahmen des Gesamtvorhabens „Zukunftskonzept“ (Phase 1 und 2) werden Segment-, Blattabschnitts- und Komponentenprüfungen für Rotorblätter untersucht. Der neuste Prüfstand ist für Rotorblätter 115m + geeignet und wird im Juni 2023 in Betrieb genommen. Darüber hinaus existieren weitere Rotorblattprüfstände am FhG IWES für Längen von 70 m und 90 m.
• DyNaLab: Gondelprüfstand für getriebelose Windenergieanlagen als Teil des DyNaLab (Dynamic Nacelle Test Laboratory)
• BladeMaker Demo Zentrum/BladeFactory (Fertigungstechnologien und prozessorientierte Materialevaluierung für eine Rotorblattproduktion mit hoher Parallelisierung)
• SmartRoMaIn (Smart Rotorblade Manufacturing and Inspection)
• Regenerosionsprüfstand (Regenerosion an Rotorblättern)
• HAPT (Prüfstand für Blattlager von Windenergieanlagen)
• MobilGridCoP (Mobile Testeinrichtung für Grid-Compliance-Prüfungen von Windenergieanlagen)
• HiL-GridCoP (Zertifizierung elektrischer Eigenschaften von Multi-MW Windenergieanlagen)
• PQ4Wind (Power-Quality-Test und Impedanz-Modell-Validierung von Hauptumrichtern von Windenergieanlagen)
• ROSE (Verbundvorhaben: ROSE – Remote Sensing Test Center, Forschungslabor für die Entwicklung von Kalibrierungsverfahren für neue Windfernmesstechnologien und innovativen Messdienstleistungen)
Das BMBF fördert im Leitprojekt H2Mare die Integration von Windrad und Elektrolyseur für die Offshore-Erzeugung von Wasserstoff. Fraunhofer IWES ist hier maßgeblich beteiligt.
Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE forscht seit Gründung in erster Linie auf dem Gebiet des Energiesystems, bzgl. der einzelnen Erzeugungstechnologien nur in bestimmten Fällen.
Ergebnisse, die bereits in der Anwendung sind, sind beispielsweise:
• Virtuelle Kraftwerke
• Windleistungsprognose
• Anomalieerkennung
• Lastreduzierende Regelstrategien.
Dieses Portfolio fließt dabei nicht unmittelbar in die Serienfertigung konkreter Produkte ein, zahlt jedoch mittelbar auf ein resilienteres und effizienteres Energiesystem Deutschlands ein.