DLR erweitert Forschungspark WiValdi um modulare Windturbine OPUS 3

Unser Mitgliedsunternehmen, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), hat seinen Forschungspark Windenergie WiValdi im niedersächsischen Krummendeich um die Anlage OPUS 3 erweitert. Bei der neuen Windturbine handelt es sich um eine Einzelanfertigung, die speziell für die experimentelle Forschung konstruiert wurde. Sie ermöglicht es, neue Komponenten, Technologien sowie Steuerungs- und Regelungsverfahren unter realen Wetter- und Betriebsbedingungen zu erproben und gezielt weiterzuentwickeln. Nach Abschluss der Montage am 23. September 2026 beginnt nun die schrittweise Inbetriebnahme. Planmäßig soll OPUS 3 Anfang 2027 den regulären Forschungsbetrieb aufnehmen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützte das Vorhaben mit rund sechs Millionen Euro.

Maßstab bewusst kleiner, Erkenntnistiefe größer

Mit einer Nennleistung von 500 Kilowatt, einer Nabenhöhe von 50 Metern und einem Rotordurchmesser von 50 Metern ist OPUS 3 deutlich kompakter als viele marktgängige Anlagen. Das ist eine bewusste Entscheidung, denn die Dimensionen erlauben es, vorindustrielle Prototypen und neue Komponenten in einem Maßstab zu erproben, der bereits realistischen Betriebsbedingungen nahekommt, ohne die Kosten und Risiken einer Großanlage zu tragen. Da das DLR-Team die Anlage vollständig selbst entwickelt hat, können Rotorblätter, Getriebeteile oder die Anlagensteuerung ausgetauscht und neu kombiniert werden. Auch neue Regelungsalgorithmen lassen sich im Betrieb untersuchen. Kommerzielle Serienanlagen bieten diese Flexibilität nicht. Bewähren sich Lösungen im Versuchsbetrieb, lassen sich die Erkenntnisse auf marktspezifische Anlagen übertragen und bei deren Auslegung berücksichtigen. Projektleiter Lukas Firmhofer beschreibt OPUS 3 daher als wichtige Zwischenstufe zwischen Simulation, Laborversuch und industrieller Großanlage. Der rund 80 Tonnen schwere Turm besteht aus zwei Segmenten und trägt eine etwa 30 Tonnen schwere Gondel mit Getriebe und Generator. Der rund 15 Tonnen schwere Rotorstern trägt drei Rotorblätter mit je 25 Metern Länge.

Erste Messdaten bereits von der Baustelle

Wissenschaftliche Ergebnisse liegen bereits vor dem ersten Rotordrehen vor: Während der Errichtung untersuchten die Forschenden das Schwingungsverhalten des Turms, bevor die Gondel die Turmspitze belastete. Diese Sonderzustände während der Montage sind insbesondere mit Blick auf die wachsenden Anlagengrößen relevant. Diese Erkenntnisse über kritische Schwingungszustände helfen, Errichtungsprozesse künftig sicherer zu planen und Simulationsmodelle dieser Phasen zu validieren. Weitere Projekte sind bereits geplant, darunter die Entwicklung besonders flexibler Rotorblätter, die künftige Anlagen leichter und leistungsfähiger machen und auftretende Belastungen besser beherrschbar machen sollen.

Mit OPUS 3 ergänzt das DLR die beiden 2023 errichteten Anlagen OPUS 1 und 2, welche über mehrere Megawatt Leistung verfügen. Diese sind mit rund 2.000 Sensoren von den Fundamenten bis in die Blattspitzen ausgestattet und stellen einen weltweit einmaligen Datensatz zur Wechselwirkung von Windenergieanlagen dar. Dieser hilft Windenergie und sämtliche Einflussfaktoren besser zu verstehen, und sie somit in sämtlichen Bereichen weiter optimieren zu können.