Offshore-Windkraftanlagen fallen häufiger aus, als sie eigentlich sollten. Die Leistungselektronik in den Anlagen hat daran einen wesentlichen Anteil. Ein Forschungsteam in Bremen untersucht die eingesetzte Hochleistungselektronik, um Gründe für die Ausfälle zu finden. Einen starken Verdacht haben die Forscherinnen und Forscher bereits.
Die stehen ganz schön unter Strom: Wenn die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Verbundprojekts HiPE-WiND an den Ursachen der Ausfallproblematik in der Windenergie forschen, werden ab 2020 in einer großen Halle an der Universität Bremen extrem starke Ströme fließen. Um die Komponenten der Leistungselektronik von bis zu zehn Megawatt auf Herz und Nieren testen zu können, werden große Versuchsstände entstehen. Die Wissenschaftler benötigen diese Leistung, da fortschrittliche Windkraftanlagen heute in dieser Größenordnung Strom produzieren. Zum Vergleich: Zehn Megawatt entsprechen ungefähr der Antriebsleistung eines Inter City Express der Deutschen Bahn (ICE 3).
Beteiligt am Verbundprojekt sind das Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme (IWES) in Bremerhaven und das Institut für Elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) der Universität Bremen. Das Forschungsprojekt wird mit 11,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und ist in dieser Form einzigartig in der Forschungslandschaft. Prof. Jan Wenske vom Fraunhofer-IWES und die beiden Leiter des IALB, Prof. Nando Kaminski und Prof. Bernd Orlik, freuen sich sehr über das Projekt. Sie haben dafür lange gekämpft, „eine große Auszeichnung für das Land Bremen als Wissenschaftsstandort“, so Prof. Kaminski.
Seit zehn Jahren engagieren sich die beiden Forschungsinstitute im Bereich der Hochleistungselektronik für Windenergieanlagen. Bisher wurden mehr als 20 Förderprojekte auch mit Hilfe der Wirtschaftsförderung Bremen (WFB) und der BAB – Die Förderbank für Bremen und Bremerhaven im FEI- bzw. PFAU-Programm umgesetzt. Erfahrung, die letztlich ausschlaggebend für die Mittelvergabe nach Bremen war.
Komplexe Elektronik in rauer Umgebung
In dem Forschungsprojekt wollen die Wissenschaftler die exakten Umgebungsbedingungen nachbilden, wie sie in der Nordsee vorkommen. „Eine Offshore-Windkraftanlage fällt im Durchschnitt einmal alle zwei Jahre aus. Defekte Elektronik ist einer der Hauptgründe dafür“, sagt Prof. Wenske, stellvertretender Leiter des Fraunhofer-IWES. „Die Lebensdauer von elektronischen Komponenten zu erhöhen, ist daher von großer Bedeutung für die gesamte Windbranche.“
