Im Rahmen des Projekts „Windpark Radar“ wird ein neues Radarsystem von Fraunhofer IWES und ForWind an der Universität Oldenburg getestet. Das Radarsystem wurde von der Firma SmartWind Technologies aus Texas, USA, entwickelt und gebaut. Im Rahmen des Projekts „Windpark Radar“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird, wird das Radarsystem vom Fraunhofer IWES in Zusammenarbeit mit ForWind an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg erstmals eingehend wissenschaftlich validiert.
Präzise Messungen senken Investitionsrisiken in Windparks
Das Ziel besteht darin, diese grundlegend neue Technologie für Windfeldmessungen für die Windindustrie nutzbar zu machen und sie langfristig als Dienstleistung für Planer und Betreiber anzubieten. Das Projekt hat das Potenzial, unser Verständnis von Windströmungen in und um Windparks grundlegend zu verändern.
Angesichts steigender Anforderungen an die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen soll die Dual-Doppler-Windradar-Technologie als neue Messtechnik etabliert werden, die entscheidende Daten zur Standortbewertung und Optimierung von Windparks liefern könnte. Das Radarsystem könnte sowohl während der Planungsphase als auch parallel zum Betrieb bestehender Windparks eingesetzt werden.
Das System misst Windverhältnisse über eine Fläche von mehr als 1.000 km2 und bietet eine einzigartige Informationsbasis für Betreiber, Investoren und Planer von Windparks. Es erfasst alle 2 Minuten mehrere Millionen Windmessungen mit einer Reichweite von 35 km und reicht durch die atmosphärische Höhe in der Windenergieanlagen operieren, und drüber hinaus.
Damit hat diese Messtechnik das Potenzial, Investitionsrisiken zu senken und die Leistungskurven aller Windturbinen in einem Windpark gleichzeitig zu bestimmen. Interessant sind solche Datensätze auch für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, um für die Industrie neue Modelle für die Windfeldmodellierung zu validieren und Methoden zur Optimierung der Windparksteuerung zu entwickeln.
Hightech-Radar verbessert Windparksteuerung und Planung
„Mit unserem System kann die Windbranche Windfelder so detailliert analysieren wie nie zuvor. Das bringt uns der Erreichung der Klimaziele und einer unabhängigen Energieversorgung einen großen Schritt näher“, erklärt Dr. Jan Diettrich, Projektleiter des Windpark-Radar Projekts vom Fraunhofer IWES.
Das Wind-Radarsystem basiert auf dem Dual-Doppler-Prinzip: Zwei Radarstationen, jeweils ausgestattet mit einer vier Meter großen Radarschüssel, senden elektromagnetische Impulse, welche an den Partikeln in der Luft reflektiert werden. Die Eigenschaften der reflektierten Pulse von jedem Radar werden dann gemessen und vereint für die Bestimmung der Windgeschwindigkeit und das dreidimensional über dem gesamten Untersuchungsgebiet.
Die gewonnenen Daten liefern unter anderem Erkenntnisse zur Lastverteilung auf Windturbinen. Des Weiteren können Turbulenzen und Nachlauf-Effekte vermessen und bestimmt werden, was von fundamentaler Wichtigkeit bei der Anlagenaufstellung in Windparks ist.
Kontinuierlich exakte Messdaten liefern
Das Dual Doppler Radar hat Anfang Juni 2025 seinen Betrieb aufgenommen und liefert seitdem alle zwei Minuten neueste Messdaten zu Windrichtung und Turbulenzen. Weitere Instrumente wurden ebenfalls errichtet, wie ein Lidar-Messgerät (Windmessung durch Laser) und ein Distrometer zur Messung der Regenintensität und Regentropfengröße. Sämtliche Daten werden in diesem Forschungsprojekt verwendet, um die Radar-Messungen zu verifizieren und zu validieren.
„Das Dual Doppler Wind-Radarsystems markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Windenergieforschung. Das Projekt ermöglicht uns, die Messdaten zu validieren und mit den Erkenntnissen neue Möglichkeiten zur Optimierung von Windparks zu schaffen“, sagt Prof. Dr. Martin Kühn von ForWind – Universität Oldenburg.
Weitere Projekte geplant
Nach Abschluss der Messungen in Deutschland ist eine Offshore-Messkampagne in England geplant. Zukünftig bietet das Fraunhofer IWES entsprechende Messdienstleistungen mit dem Dual Doppler Radar an. Dies schließt nicht nur die Bereitstellung der erforderlichen Geräte ein, sondern auch die Entwicklung und Anwendung von Strategien und Methoden zur optimalen Vermessung, Datenanalyse und -interpretation sowie zur Validierung und Verifikation der gewonnenen Ergebnisse.
