Windkraftanlagen auf grüner Wiese, Bild: Windwärts

Dr. Stephan Barth zu der Frage nach den technischen Grenzen für Windkraftanlagen: "Alle Aussagen in den letzten Jahrzehnten hierzu wurden überschritten." Bild: Windwärts

Herr Dr. Barth, der Druck auf die Windenergiebranche wächst, nicht zuletzt durch die Ausschreibungsverfahren für Windparkbetreiber. Wie kann die Forschung helfen?

Es ist erstaunlich, dass einige Bieter ab 2024 keine Förderung mehr verlangen. Jetzt könnte man natürlich sagen, wir brauchen keine Forschung mehr. Aber bei genauer Betrachtung gelingt die Null-Förderung nur, wenn 2024 Anlagen der Größenordnung 13 bis 15 MW zur Verfügung stehen; die gibt es heute bestenfalls auf dem Reißbrett. Forschung und Entwicklung müssen hierfür die Basis schaffen, damit diese Projekte so umgesetzt werden können.

Dr. Stephan Barth, ForWind, Bild: ForWind
"Wir brauchen größere Anlagen, um die spezifische Leistungsdichte zu optimieren", sagt Dr. Stephan Barth, ForWind, Bild: ForWind

Sehen Sie technische Grenzen für Windkraftanlagen?

Alle Aussagen in den letzten Jahrzehnten hierzu wurden überschritten. Man wird immer neue Lösungen finden, um vermeintliche Skalierungsgesetz zu brechen. Eine wesentliche Einschränkung ist die Logistik. Mit vertretbarem Aufwand transportiert werden kann in der Regel nur, was unter einer deutschen Autobahnbrücke hindurch passt. Aber auch dafür sieht man Lösungen, beispielsweise Turmkomponenten segmentiert zu bauen. Wir brauchen größere Anlagen, um die spezifische Leistungsdichte zu optimieren. Sie liegt bei 200 bis 250 Watt pro Quadratmeter Rotorfläche, statt wie früher gedacht bei 400 Watt. Der Grund ist, dass ein großer Rotor in Verbindung mit einem relativ kleinen Generator auch bei schwachem Wind noch Strom liefert.

Aber solche Anlagen stoßen immer mehr auf Protest in der Bevölkerung, wie kann man dem begegnen?

Das muss man ernst nehmen und die Akzeptanzforschung gibt uns hier gute Hinweise. Die Schlüsselkriterien sind: So früh wie möglich offen und transparent sagen, was man vorhat und plant. Ingenieure neigen dazu, etwas von oben herab die Technik zu erklären und zu meinen, das müsste jeden überzeugen. Ein Fehler, weshalb Akzeptanzexperten einbezogen werden sollten, um technische Anforderungen und Spezifikationen in eine nichttechnische Sprache übersetzen zu können. Außerdem müssen Möglichkeiten der Beteiligung der Betroffenen geschaffen werden.

Wie sieht die technische Weiterentwicklung aus und welche Zukunft hat die Hydraulik in der Windenergie?

Es gibt einen weiter unentschiedenen Wettkampf zwischen Anlagen mit und ohne Getriebe. Das hängt von den Konzepten der Anlagenhersteller ab, ob sie einen mehr aufgelösten oder eher kompakten Antriebsstrang bevorzugen. Und zur Hydraulik: Es gibt keine Bestrebungen, sie zu eliminieren. Bei Anlagen mit Getrieben, deren Öl mit Abrieb belastet ist, wird jedoch zunehmend ein Condition Monitoring verlangt, um den Zustand des Öls erkennen zu können. Aus diesen Informationen lässt sich auch eine Restlebensdauer abschätzen. Das betrifft eigentlich alle Komponenten und ist auch interessant, weil man dann bei einem Stromüberangebot zunächst die Anlagen mit der geringsten Restlebensdauer herunterregeln kann.

Welche Rolle spielt Industrie 4.0 in der Windbranche?

Zunächst einmal bedeutet das eine Professionalisierung im Bereich der Erfassung der Bauteile und Komponenten. Dabei handelt es sich oft um relativ triviale Dinge, die in anderen Industriebereichen längst Standard sind. Die in Windanlagen anfallenden Daten sind ein Schatz, der bisher kaum gehoben wurde. Mit Big Data Analytics lassen sich bestimmte Verhaltens- und Schadensmuster erkennen und Gegenmaßnahmen ableiten. Defekte können frühzeitig erkannt und ihre Behebung oder eine Wartung besser geplant werden.

Wie weit sind die Speichertechnologien, um eine Vergleichmäßigung der Erneuerbaren Energien zu erreichen?

Die Frage lautet, wie der optimale Mix für Deutschland aus Photovoltaik, Wind und Speichern aussieht. Es gibt Wettersituationen, wo über ganz Europa zwei Wochen lang wenig Wind weht. Diese Mengen muss man puffern oder über konventionelle Kraftwerke bereitstellen können. Kostengünstig lassen sie sich nur durch Umwandlung elektrischer Energie in einen chemischen Speicher wie Methan puffern, denn die Infrastruktur ist durch das europäische Gasnetz bereits vorhanden. Darüber hinaus wird die Koppelung der verschiedenen Sektoren wichtig sein, um überschüssigen Strom sinnvoll zu nutzen. Schließlich steckt in der zukünftigen Elektromobilität eine Speicherfunktion. In Zukunft wird man außerdem Anlagen bewusst unter Maximum fahren, um Reserve zur Verfügung zu haben. Offshore-Windanlagen sind wertvoll für einen großflächigen Ausgleich, weil in der Regel das Wettersystem über der Nordsee ein anderes als über dem Festland ist. ssc