Das Hauptziel dieses Vorhabens besteht darin, die Effizienz von Kleinwindkraftanlagen (KWA) zu erhöhen, um sie als wirtschaftliche Lösung auf dem Weg zur Energieautarkie zu etablieren. In den vergangenen Jahren führte die Entwicklung von Windkraftanlagen zu immer größer dimensionierten Anlagen, da der Wind in höheren Luftschichten konstanter und kräftiger weht. Im Gegensatz dazu dienen KWA der dezentralen Energieerzeugung in unmittelbarer Nähe der Verbraucher und weisen ein beträchtliches Potenzial zur Erreichung von Energieautarkie auf.
Allerdings wird der Wind in Bodennähe durch Hindernisse wie Gebäude oder Bäume abgelenkt, gebremst und verwirbelt. Dies erschwert die Vorhersagbarkeit der Windpotenziale und birgt das Risiko von Fehlinvestitionen bei der standortbezogenen Anlagenauslegung. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind folgende Innovationen geplant:
• Die Entwicklung eines mechanischen Systems zur Rotorblattverstellung, das die Blattwinkel automatisch an verschiedene Windverhältnisse anpasst.
• Die Schaffung eines modularen Rotorblattkonzeptes für eine optimale standortspezifische Auslegung der KWA nach vorherrschenden Windverhältnissen (Starkwind oder Schwachwind).
• Die Entwicklung eines KI-basierten Prognosesystems für eine kostengünstige, schnelle und fundierte Vorhersage der Windverhältnisse und Standorteignung.
• Entwicklung eines intelligenten, KI-optimierten Regelungssystems das die Rotor- und Generator-Geschwindigkeit flexibel anpasst an unterschiedliche, sich schnell verändernde Windbedingungen. Dies sorgt für höhere Energieerträge und reduzierte dynamische Lasten.
Zielgruppe der zu entwickelnden KWA sind Gewerbegebiete, öffentliche Einrichtungen und landwirtschaftliche Betriebe mit ausreichend Platz und entsprechendem Energiebedarf. Effiziente und wirtschaftliche KWA können hier die Lücken zur vollständigen Energieautarkie schließen, die beispielsweise bei PV-Anlagen während der Nacht oder im Winter entstehen. Um die Innovationen unter realen Bedingungen zu testen, werden im Rahmen des Projekts drei Pilotanlagen installiert – eine im Gewerbepark „Ondernemend Emmen“, eine auf dem Campus der Hochschule Emden/Leer und eine bei „Windmolens op Maat“. Das Projektkonsortium umfasst die gesamte Wertschöpfungskette, angefangen bei Entwicklern (Universitäten, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen) über Produzenten (KMU) bis hin zu den drei Endverbrauchern, wo die Pilotanlagen installiert werden sollen.
