{"id":385,"date":"2020-10-07T09:22:00","date_gmt":"2020-10-07T09:22:00","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=385"},"modified":"2025-04-30T13:41:25","modified_gmt":"2025-04-30T13:41:25","slug":"vielseitige-und-flexibel-anwendbare-dienstleistung-automatisierte-optimierung-von-floatern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/vielseitige-und-flexibel-anwendbare-dienstleistung-automatisierte-optimierung-von-floatern\/dipl-ing-philipp-thomas","title":{"rendered":"Vielseitige und flexibel anwendbare Dienstleistung: automatisierte Optimierung von Floatern"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Autoren: Dr. Eng. Mareike Leimeister, Dipl.-Ing. Philipp Thomas<br><br>Gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Offshore-Windenergieanlagen (WEA) erschlie\u00dfen \u201eFloater\u201c ein enormes Windenergiepotenzial, da so viele Offshore-Standorte in tiefen Gew\u00e4ssern erschlossen werden k\u00f6nnen<em>.<\/em> Das Fraunhofer IWES entwickelt seit 2017 ein Tool f\u00fcr die automatisierte Optimierung von schwimmenden WEA mit dem Ziel, die Performance des Systems zu steigern und es durch verbesserten Materialverbrauch kosteng\u00fcnstiger sowie wettbewerbsf\u00e4higer zu machen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Unsere Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen arbeiten an und mit einem Modellierungstool f\u00fcr schwimmende WEA, das eine gesamtsystemische Betrachtung von Floatern erlaubt und kontinuierlich weiterentwickelt und verifiziert wird. Mit Hilfe des Tools k\u00f6nnen nicht nur verschiedenste Standortbedingungen simuliert und das Floater-Design automatisch daran angepasst werden, sondern auch Optimierungen einzelner Systemkomponenten (z.B. schwimmende Tragstruktur oder Regler) mit Blick auf diverse Aspekte (Kosten, Performance, Zuverl\u00e4ssigkeit) durchgef\u00fchrt werden. Neben der detaillierten Systemoptimierung w\u00e4hrend der Designphase ist auch die schnelle Kostensch\u00e4tzung in der Projektierungsphase des schwimmenden Windparks im Fokus der Entwicklung des Tools.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Durch Nutzung verschiedener Optimierungsalgorithmen und die eigens entwickelten und programmierten Tools zur Modellierung sowie automatisierter Simulation und Optimierung, k\u00f6nnen diverse Zielgr\u00f6\u00dfen je nach Optimierungsproblem und -bedarf flexibel abgebildet und gewichtet werden. Ziel ist es, den Optimierer in die industrielle Anwendung zu bringen und Kunden wie Fundamententwicklern und Windparkbetreibern eine spezifische Auslegung unter Ber\u00fccksichtigung internationaler Standards zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Grunds\u00e4tzlich sind Optimierungsalgorithmen aufgrund der hohen Komplexit\u00e4t des Gesamtsystems und dessen gekoppelter Dynamik unabdingbar. Sie erlauben nicht nur eine Berechnung der Zielgr\u00f6\u00dfen \u00fcber den statischen Gleichgewichtszustand hinaus, sondern auch eine detaillierte Betrachtung des vollgekoppelten Gesamtsystemverhaltens. Herk\u00f6mmliche Ans\u00e4tze bei der Optimierung von schwimmenden WEA basieren meist auf Vereinfachungen und wurden f\u00fcr spezielle Zielstellungen entwickelt. Mit Hilfe des automatisierten Optimierungstools hingegen ist eine flexibel auf die jeweilige Zielstellung anwendbare Analyse beliebiger (onshore oder offshore, bodenfixierter oder schwimmender) WEA m\u00f6glich. Bei der Betrachtung einer schwimmenden WEA k\u00f6nnen somit verschiedene Aspekte in die Optimierung einflie\u00dfen: das Systemverhalten durch Turmkopfbeschleunigung, die Neigung der gesamten WEA und translatorische Bewegungen, der Materialverbrauch und die Kosten durch Strukturvolumen oder die Handhabbarkeit sowie Herstellbarkeit durch \u00e4u\u00dferes Abma\u00df entweder direkt als Zielgr\u00f6\u00dfe oder Randbedingungen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Um die verschiedenen Optimierungsszenarien zu testen, arbeitet das Fraunhofer IWES derzeit mit Daten eines schwimmenden Referenzsystems des <a href=\"https:\/\/www.equinor.com\/energy\/floating-wind\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Hywind Offshore Windparks<\/a>. Damit schwimmende WEA beschleunigt im Markt verf\u00fcgbar sind, m\u00fcssen noch grundlegende Voraussetzungen erf\u00fcllt sein: Kosten m\u00fcssen reduziert, das Systemverhalten optimiert und eine Standardisierung geschaffen werden. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Fraunhofer IWES gestalten diesen neuen Markt aktiv mit. Neben der Entwicklung des Optimierers beteiligt sich das Fraunhofer IWES auch am Forschungsprojekt <a href=\"https:\/\/www.iwes.fraunhofer.de\/de\/forschungsprojekte\/aktuelle-projekte\/aflowt.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">AFLOWT<\/a>. Dar\u00fcber hinaus werden Themen wie Netzintegration und -stabilit\u00e4t sowie Windparkregelung von WEA erforscht, wodurch das schwimmende System ganzheitlich betrachtet werden kann.&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Autoren: Dr. Eng. Mareike Leimeister, Dipl.-Ing. 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