Reallabor 70 GW Offshore Wind

Ansprechpartnerinnen

Prof. Dr. Astrid Lampert / Dr. Beatriz Cañadillas

Projektlaufzeit

01.10.2024 – 30.09.2029

Kurzbeschreibung

Die nachhaltige Planung und Nutzung von Offshore-Windenergie erfordert eine präzise Beschreibung der Windressourcen, insbesondere in komplexen küstennahen Regionen wie der Deutschen Bucht. Im Teilprojekt II.4 werden mesoskalige Modelle weiterentwickelt, um bislang unzureichend berücksichtigte Prozesse, insbesondere im Bereich des Wattenmeeres, realitätsnah abzubilden. Das Teilprojekt ist dem Innovationsbereich IV – Systemdienliche Integration und Aerodynamik von Offshore-Windenergieanlagen und -parks zugeordnet.

Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Verknüpfung von hochaufgelösten Messdaten mit numerischen Simulationen, um die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean und Windparks besser zu verstehen und in Modellen abzubilden. Neben küstennahen Effekten spielen dabei auch Windpark-Nachläufe (Wakes) sowie der Seegang und die Meeresoberflächeneigenschaften eine zentrale Rolle.

Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit der Universität Oldenburg, die insbesondere die Modellentwicklung (WRF und LES) verantwortet, sowie mit weiteren Partnern im Bereich Messungen und Beobachtungen, darunter das ICBM (Institut für Chemie und Biologie des Meeres) der Universität Oldenburg.

Rolle des IFF (TU Braunschweig)

Das Institut für Flugführung (IFF) der TU Braunschweig ist im Projekt verantwortlich für die Planung, Durchführung und Auswertung flugzeugbasierter Messkampagnen.

Die Messflüge mit dem Forschungsflugzeug Cessna 406 liefern hochaufgelöste Datensätze zur Struktur der marinen Grenzschicht sowie zu Windpark-Nachläufen. Dabei werden:

• Windprofile und Turbulenzstrukturen mit luftgestützten Wind-Lidar-Systemen erfasst
• Nachlaufstrukturen (Wakes) hinter Offshore-Windparks räumlich vermessen
• Seegang und Meeresoberflächeneigenschaften mit laserbasierten Scannern beobachtet
• zusätzliche meteorologische Parameter wie Lufttemperatur, Luftfeuchte und Oberflächentemperatur gemessen

Diese einzigartigen Datensätze ermöglichen eine detaillierte Analyse der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean und Windparks und bilden eine zentrale Grundlage für die Validierung und Weiterentwicklung der Modelle.

Zusätzlich werden bestehende Messdaten aus Projekten wie X-Wakes und WIPAFF systematisch ausgewertet und in die Analysen integriert.

Methodik und Zusammenarbeit

• Weiterentwicklung des mesoskaligen WRF-Modells zur verbesserten Darstellung küstennaher Prozesse sowie Durchführung hochaufgelöster Large-Eddy-Simulationen (LES) zur Analyse turbulenter Strukturen (Universität Oldenburg)
• Enge Verknüpfung von:
  • flugzeugbasierten Messungen (IFF)
  • Wind-Lidar-Messungen an Offshore-Windanlagen (z. B. Scanner-Lidar am Transition Piece, Universität Oldenburg)
  • schiffsbasierten Messungen ozeanographischer Parameter (z. B. Salzgehalt, Meeresoberflächentemperatur (SST), Strömungen) durch das ICBM im Bereich des Clusters N-4
  • Plattformmessungen und weiteren Beobachtungssystemen

Durch die Kombination dieser Mess- und Modellansätze entsteht eine konsistente Datengrundlage, um sowohl küstennahe Prozesse als auch Windpark-induzierte Effekte und deren Wechselwirkungen mit dem Seegang zu analysieren.

Einbindung in das Gesamtprojekt

Das Teilprojekt ist Teil des Reallabors 70 GW Offshore Wind und trägt insbesondere durch die Bereitstellung und Analyse hochaufgelöster Messdaten sowie durch die Weiterentwicklung und Anwendung von Modellen zur Gesamtbewertung der Windressourcen bei.

Weitere Informationen: https://reallabor.offshore.uol.de

Förderung:

The project is part of the program TEN.efzn (Transformation des Energiesystems Niedersachsen)

zukunft.niedersachsen – gemeinsames Wissenschaftsförderprogramm des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur (MWK) und der VolkswagenStiftung