Breaking News – EPFL bestätigt das grosse Leistungspotenzial für Agile Wind Power-Technologie

Eine aktuelle Studie der EPFL hat bestätigt, dass Windturbinen mit steuerbaren Rotorblättern im Vergleich zu solchen mit festen Blättern ein deutlich höheres Leistungspotenzial aufweisen. Dabei nutzt ein selbstlernendes System kontinuierlich Daten, um den bestmöglichen Anstellwinkel der Rotorblätter zu berechnen.

Sichtbarmachung der Strömung am Windkanalmodell, das Agile Wind Power der EPFL zur Verfügung stellt. (Bild: Sébastien Le Fouest /EPFL)

Das Leistungspotenzial von Windturbinen mit gesteuerten, Fachbegriff «pitchen», ist gegenüber solchen mit festen, also ungepitchten Rotorblättern um Faktoren grösser. Dies bestätigt auch die neuste Studie der EPFL. Bereits Ende 2022 informierten wir über die Forschungsarbeit der EPFL. Nun geht die Studie mit dem Windkanalmodell von Agile Wind Power nochmals einen Schritt weiter.

Die jüngste Studie fokussiert auf den Einsatz von KI zur Entwicklung der optimalen Steuerungskurve für die einzelnen Rotorblätter. Dabei berechnet ein selbstlernendes System laufend den bestmöglichen Anströmungswinkel der einzelnen Rotorblätter und optimiert aus der erzeugten Wirkung den nächsten Steuerungsimpuls.

Für den Einsatz der Blattsteuerung im realen Umfeld bedeutet das, dass die Steuerung auch bei sich ändernden Windverhältnissen stets den bestmöglichen Anströmungswinkel für jedes einzelne Blatt errechnen und einstellen kann. Daraus resultiert ein – so die Studie der EPFL – markant gesteigerter Wirkungsgrad.

Der Forscher Sébastien Le Fouest ist der Ansicht, dass die Kombination aus Sensoren und maschinellem Lernen die Leistung dieser Art von Windkraftanlagen optimieren kann. (Bild: Alain Herzog/EPFL)

Bestätigt: Geringerer Impact auf die Umgebung

Im Interview des Radio RTS erwähnt François Turrian, Geschäftsführer der Romandie von Bird Life Schweiz, dass mit dieser Art von vertikalen Windturbinen der Impact auf die Umgebung wesentlich kleiner zu erwarten sei. Einerseits sei eine drastische Reduktion der Geräuschemissionen zu erwarten, andererseits sei auch eine markante Reduktion des Bedarfs an Bodenfläche durch die höhere Energieausbeute von Vorteil. Aus Sicht von Brid Life Schweiz sei auch die wahrscheinliche Reduktion der Schädigung Vögeln ein entscheidender Vorteil dieser neuen Windturbinen, der die Akzeptanz erhöhen kann.

Auch im Wissenschaftsmagazin «nature» wird die Studie präsentiert

Unter dem Titel «Optimale Blattverstellung zur Verbesserung der Leistung von vertikalen Windkraftanlagen», wird folgendes Abstract (gekürzte Version) publiziert:

«Vertikale Windkraftanlagen haben das Potenzial, in städtischen und Offshore-Anwendungen Windenergie zu gewinnen. Doch Effizienz- und Strukturprobleme begrenzen ihre industrielle Nutzung. Diese Studie zeigt die Wirksamkeit individueller Blattverstellung zur Strömungskontrolle auf.

Durch automatisierte Experimente und Optimierung wurden optimale Verstellprofile identifiziert, die zu einer dreifachen Steigerung des Leistungsbeiwerts und einer 77%igen Reduzierung der strukturbedrohenden Lastfluktuationen im Vergleich zu nicht-verstellten Turbinen führten. Strö-mungsmessungen beleuchten den Mechanismus, durch den die Blattverstellung die Leistung verbessert, und bieten Einblicke zur Steigerung des Beitrags vertikaler Windkraftanlagen zur Energieerzeugung.»