Das Verbundprojekt erforscht neue lebensweltnahe Narrative und Visualisierungen der Energiewende, die als zielgruppendifferenzierende Kommunikationsstrategien für Endverbraucher erprobt werden. Hierdurch soll die aktive Beteiligung von privaten Haushalten an der Energiewende verbessert werden. Fokussiert wird der Bereich 'Gebäude und Wohnen', der den größten Anteil des haushaltsbezogenen Primärenergiebedarfs ausmacht vor allem durch Heizen, Erzeugung von Warmwasser, Beleuchtung und den Gebrauch von Elektrogeräten. Für das Projekt leitend ist die Annahme, dass es nicht mehr Informationen, sondern anderer, neuer Narrationen und Kommunikationsformen mit Affektdimension braucht, um die Menschen anzusprechen und aktiv zu beteiligen. Dabei sind neben technologischen Entwicklungen und investiven Maßnahmen auch Verhaltensänderungen nötig, um im Alltag CO2 zu sparen. Ergänzend zu effizienterer Produktion und Nutzung von Energie, gilt es, somit verstärkt Suffizienz- und Konsistenzstrategien zu adressieren und dabei Rebound-Effekte im Blick zu haben. Die Höhe der potenziellen Einsparungen von Treibhausgasemissionen wird im Rahmen des Projekts Narrativ-bezogen berechnet. In der Praxis erreichen bisher übliche sachorientierte Kommunikationsstrategien nicht die breite Bevölkerung. Aus Informiertheit und Motivation erfolgt keine Handlung - ein als 'Intention-Behaviour-Gap' bekanntes Phänomen. Mittels Medienanalyse, Photovoice, Design Fiction und Datenerhebungen werden Verbindungen zwischen Bürger:innen-Lebenswelten und praktikablen Handlungsoptionen erforscht. Zur Erreichung der Ziele vereint das transdisziplinäre Projektteam Expertise aus den Kommunikations-, Design-, und Ingenieurswissenschaften, der Energieversorgung sowie das Praxiswissen der Handwerkskammer Düsseldorf und der Verbraucherzentrale NRW.
Erneuerbare Energien Anlagen (EE-Anlagen) werden perspektivisch die Energieerzeugung dominieren. Um bei zunehmend dezentraler Erzeugung, der Außerbetriebnahme fossiler Kraftwerke und flexiblem Systembetrieb eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen, müssen dezentrale Erzeugungsanlagen wie bspw. Windenergieanlagen (WEA) einen signifikanten Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes leisten. Insbesondere die Bereitstellung netzbildender Eigenschaften aus umrichterbasierten EE-Anlagen steht hierbei im Fokus der Forschung und Entwicklung. Das 8. Energieforschungsprogramm sieht die Entwicklung netzbildender Eigenschaften von Stromrichtern als wesentliche Voraussetzung auf dem Pfad in Richtung 100% erneuerbare Energien. Die im Dezember 2023 veröffentlichte 'Roadmap Systemstabilität' beschreibt netzbildende Eigenschaften von Umrichtern als Schlüsseltechnologie zum Erreichen dieser Ziele. Stand der Technik ist, dass kommerzielle Windenergieanlagen weltweit heute netzfolgende Eigenschaften haben. Die genannten netzbildenden Eigenschaften sind eine neue Technologie, die umfassende und tiefgreifende Anpassungen in der Windenergieanlage erfordert. Das Projekt BesGASa stellt sich der Herausforderung und will mit der Entwicklung von netzbildenden Eigenschaften durch WEA mit Vollumrichtern einen notwendigen Beitrag zur Beschleunigung der Energiewende leisten. Die netzbildenden Eigenschaften der WEA sind ferner die Voraussetzung für die Bereitstellung von weiteren Beiträgen zu Systemdienstleistungen wie Momentanreserve (Trägheit der lokalen Netzstabilität), Blindstromstützung, Kurzschlussstrom, Inselbetriebsfähigkeit und Schwarzstartfähigkeit. Quantitativ hängen netzbildende Eigenschaften nicht nur von den Umrichtern der WEA ab, sondern insbesondere auch vom primären Energiewandlungsprozess (Wind zu Elektrizität) und dessen Dynamik. Diese sollen im BesGASa-Projekt explizit für Windenergieanlagen mit Vollumrichter erarbeitet werden.
Der erste deutsche Offshore-Windpark alpha ventus wurde 2009 als Testfeld für die Entwicklung der Offshore-Windenergie errichtet. Die Forschungsinitiative RAVE begleitet seit 2007 die Planungs- und Bauphase und seit 2010 den Betrieb von alpha ventus. Ziel der RAVE-Initiative ist es, die für die industrielle Nutzung der Offshore-Windenergie offenen Fragestellungen mit Forschung und Entwicklung zu beantworten. Ziel des Verbundprojektes finalRAVE ist die Fortsetzung der in alpha ventus bestehenden Messungen und die laufende Koordination der Forschung sowie die Bereitstellung von offshore-logistischen Daten mit Hilfe eines Seegangsmodells. Die Messungen in alpha ventus umfassen ein breites Spektrum an Parametern, die für den Bau, den Betrieb und die Umweltauswirkungen des Windparks relevant sind. Auf Basis der Messungen werden mit Hilfe von Seegangsmodellen Datenprodukte für die konstruktive und offshore-logistische Verwendung bereitgestellt. Durch die projektübergreifende Koordination wird sichergestellt, dass bei der Vielzahl von Stakeholdern und zeitgleicher Vorhaben mit hohem Abstimmungsbedarfs eine kosteneffektive und koordinierte Vorgehensweise erreicht wird. Besonderer Fokus dieses Projektes ist die forschungsseitige Begleitung des Rückbaus von alpha ventus und der in der finalen Phase von alpha ventus stattfindenden Forschungsprojekte. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, datengetriebene Seegangsmodelle für die Deutsche Nordsee zu entwickeln. Es kombiniert ortsspezifische Messungen und numerische Simulationen, um präzisere und ressourceneffiziente Vorhersagen zu liefern. Zwei ML-Modelle fokussieren auf Offshore- und Küstenbereiche, wobei Echtzeitdaten und validierte Modelle integriert werden. Übergeordnetes Ziel ist die Unterstützung von Logistikprozessen, Reduktion von Wetterrisiken und Entwicklung praxisorientierter Tools. Ergebnisse fließen in das BSH-Seegangsportal ein und stärken die Offshore-Windenergie durch verbesserte Vorhersagen und Ressourcennutzung.
Die Windenergie liefert bereits heute einen bedeutenden Beitrag zum Strommix in Deutschland und wird eine der tragenden Säulen des Energiesystems sein. Damit die Energiewende gelingen kann, sind bei allen erneuerbaren Energien weitere Reduktionen der Stromgestehungskosten (LCoE) notwendig. In den vergangenen Jahren haben technologische Entwicklungen in der Anlagenauslegung, der Regelung und der Vorhersage der Windressource bereits zu signifikanten Reduktionen der LCoE geführt. Dabei spielt der Trend zu immer größeren Windenergieanlagen und Windparks, insbesondere auf See, eine wichtige Rolle. Hieraus ergeben sich enorme Herausforderungen für die zukünftigen Entwicklungen im Bereich der Anlagenauslegung, der Betriebsführung und der Netzeinspeisung. Numerische Strömungssimulationen und insbesondere die skalenübergreifende Modellierung und die gekoppelte Betrachtung multiphysikalischer Prozesse sind hier besonders relevant. In diesem Vorhaben werden skalenübergreifende Ansätze im Bereich mesoskaliger und mikroskaliger Simulation für die Standortbewertung, die Berechnung der Windressource und die Anlagenauslegung untersucht und erweitert. Dabei werden einerseits meteorologische, aeroelastische, ozeanografische und Wellenmodelle in einer Simulationsumgebung miteinander gekoppelt und anderseits werden die Modelle durch Machine Learning Methoden ergänzt, um sehr detaillierte und damit rechenaufwändige Simulationen zu beschleunigen und ihre Präzision zu verbessern. Die gekoppelten Methoden werden im Vorhaben zur Entwicklung neuartiger adaptiver Windparkregler eingesetzt und für die verbesserte Beschreibung der Dynamik von Lasten erprobt. Darüber hinaus werden neue Simulationsansätze höherer Ordnung für die Windenergieanwendung erforscht, die eine weitere Rechenzeitoptimierung versprechen. Um die aufwendigen numerischen Untersuchungen in diesem Vorhaben zu ermöglichen, soll ein Hochleistungsrechner der neuesten Generation an der Universität Oldenburg erweitert werden.