Schnellere und billigere Bewertungstools: Der Wind steht günstig für Gewinne in der Windenergiebranche
Da immer weniger Flächen für Windparks zur Verfügung stehen, greift man verstärkt auf Offshore-Anlagen oder topografisch schwierige Gebiete zurück. Dort gibt es nur eine mögliche Lösung, um genaue Windgutachten zu erstellen und Wirtschaftlichkeit zu erreichen: CFD-Modelle für die numerische Berechnung der Strömungsdynamik. Doch für CFD-Modelle müssen durch die notwendigen immensen Rechnerressourcen große Anfangsinvestitionen getätigt werden, die kleine Akteure sich nicht so einfach leisten können. Im EU-finanzierten Projekt ZephyCloud-2 (Making Wind Energy More Profitable...Faster!) wurde Expertise aus Windmodellierung und Softwareentwicklung kombiniert, um kostengünstige, innovative Instrumente zur Erstellung von Windgutachten bereitzustellen und zur Referenzplattform für die Windenergiewirtschaft zu werden. „Dank Cloud-Computing und einem Modell, nach dem der Anwender nur verbrauchte Ressourcen bezahlt, bietet unsere Lösung eine genaue Schätzung der zukünftigen Windenergieerzeugung und sorgt gleichzeitig für weniger Kosten und weniger Unsicherheit“, sagt Tristan Clarenc, Projektkoordinator sowie Gründer und Geschäftsführer von Zephy-Science.
Neue Plattform unterstützt Windparks
Die Forschenden von Zephy-Science integrierten ihre frei zugängliche Designsoftware für Windparks mit der Bezeichnung ZephyTOOLS in einen schlanken Cloud-Computing-Dienst. „Jeder Konstrukteur von Windparks kann jetzt ganz einfach hochkomplexe Windströmungsmodelle berechnen lassen. Mit diesem Verfahren können unsere Nutzer mehrere Berechnungen gleichzeitig durchführen und dabei die volle Kontrolle über alle laufenden Rechenprozesse behalten“, erklärt Clarenc. Neben dem Computing-Dienst hat das Team auch ZephyFarm erstellt, eine Internetplattform für Windenergieprojekte, die ein breites Spektrum von Dienstleistungen, Dokumentation, Daten, Werkzeugen und wissenschaftlichen Modulen vereint. Clarenc dazu: „Diese sollen im gesamten Lebenszyklus des Projekts eine ganzheitliche Lösung für Windanalysen und Optimierungen darstellen, von der Projektentwicklung bis hin zum Betrieb des Windparks.“ Mit Hilfe von ZephyOpen können auch neue Modellierungsdienste in die Plattform übernommen werden. Möglich ist das privat (der Nutzer darf mit der Rechenkapazität der Cloud arbeiten) oder öffentlich (alle mit der Plattform verbundenen Nutzer erhalten Zugriff darauf). Zudem lassen sich damit Größe und Komplexität der Modelle erhöhen und neue, höher entwickelte Bewertungsmethoden können in diese Community der Windenergie eingebracht werden.
Bessere Modelle für genauere Gutachten
Besonders stolz ist das Projektteam darauf, dass es ihm gelungen ist, eine umfassende und präzise Methode für die sachgerechte Analyse der Nachlaufströmung in und um einen Windpark zu finden. „Dieser wichtige Schritt bietet eine Lösung für eine der Hauptanforderungen der Branche, nämlich die Unsicherheiten in Verbindung mit der Nachlaufströmung. Das gilt besonders jetzt, da die Branche sich eher Offshore-Projekten zuwendet“, bemerkt Clarenc. ZephyCloud-2 ermöglicht dann die Nutzung der meisten hochmodernen numerischen Modelle und eine sinnvolle Entwicklung von Windparks, Optimierung von Windkraftanlagen sowie eine Senkung der Betriebs- und Instandhaltungskosten. So wird die Entwicklung einer Windkraftsimulation und Analyse-Cloudplattform der nächsten Generation vorangetrieben, was wiederum die Nutzung erneuerbarer Energien fördert und zu den europäischen und globalen Zielen in Bezug auf saubere Energie beiträgt. Konzept und Struktur des Cloud-Dienstes sowie der Plattform ZephyFarm sind zusätzlich für andere Branchen im Bereich der erneuerbaren Energien relevant, die ähnliche Probleme haben. „Egal ob Gezeiten, Wellen, Wasserkraft oder sogar Wärmeströmung bei Solar- und Geothermieprozessen – all diese Systeme brauchen hochpräzise Modelle, um Unsicherheiten bei den Erträgen niedrig zu halten, die finanzielle Attraktivität der Projekte zu verbessern und die Betriebskosten zu senken“, so Clarenc abschließend.
Schlüsselbegriffe
ZephyCloud-2, Windpark, Windenergie, Windkraft, numerische Strömungsmechanik (CFD), Cloud-Computing, ZephyFarm, Nachströmung
