Ein Windrad to go

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Hans-Jörg Munke

Angehende Ingenieure sammeln praktische Erfahrungen mit einer zerlegbaren und transportfähigen Anlage für den mobilen Einsatz

„Windenergie ist Zukunft, das interessiert mich“, sagt der angehende Produktionsmanager Patrick Stolze begeistert, „deshalb habe ich mich auch in meinem Bachelor-Projekt für das Thema Kleinwindenergieanlage (KWA) entschieden.“ Jeweils 150 Stunden investieren der 27-jährige und seine drei Kommilitonen Marco Brems, Tobias Krethe und Cinar Akkus in die Neuentwicklung eines zerlegbaren und transportfähigen Windrades für den mobilen Einsatz – zum Beispiel in Afrika –, bevor sie das Projekt an die nächste Studierenden- Generation weitergeben. In den vergangenen sieben Semestern haben auf diese Weise bereits 40 angehende Ingenieure praktische Projekterfahrung an dieser hochaktuellen Thematik sammeln können. Jetzt steht die KWA kurz vor der Fertigstellung.

Es ist nur eines von zahlreichen Projekten aus dem Bereich der erneuerbaren Energien, die an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften HAW Hamburg unter dem Dach des Competence Center Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (CC4E) zusammengefasst sind. Rund 45 Professoren sind an der HAW an den unterschiedlichen Departments von Wirtschafts- über Umweltwissenschaften bis hin zu Maschinenbau und Elektrotechnik mit der Thematik befasst. Grund genug, dem Ganzen einen fachübergreifenden Rahmen zu geben.

Vor fünf Jahren wurde daher das CC4E gegründet, um Kompetenzen im Bereich Energieeffizienz und erneuerbare Energien an der HAW zu bündeln, nach außen zu tragen und in Lehre und Forschung fachübergreifende Projekte zu entwickeln. Jetzt steht der nächste große Schritt an: Der Bau des Energie-Campus in den Vier- und Marschlanden bei Bergedorf. „Wir wollen diesen Themen auch räumlich mit neuen Forschungs- und Lehreinrichtungen mehr Kraft verleihen“, sagt Werner Beba, Leiter des Competence Centers. Dabei steht das Markenzeichen der HAW, der Praxis-Bezug, im Vordergrund. „Es soll ein Standort werden, der auch die Ansiedlung von Unternehmen nach sich zieht, an dem gemeinsam gearbeitet, gelehrt, geforscht und entwickelt wird“, sagt Beba und vergleicht das ambitionierte Vorhaben sogar mit dem Silicon Valley.

Ein großer aber dennoch passender Vergleich, denn Hamburg entwickelt sich derzeit rasant zu einem Zentrum nachhaltiger Energiewirtschaft in Deutschland. Das Wirtschafts-Cluster Erneuerbare Energien umfasst in Hamburg bereits 180 Firmen. Viele Unternehmen haben ihre Hauptquartiere in die Elbmetropole verlegt. Zehn bis 15 Prozent beträgt das Beschäftigungswachstum in diesem Bereich derzeit jährlich in der Metropolregion. Fachkräfte werden benötigt in Technik wie Management. Forschungsbedarfe wie auch die Komplexität der Themen nehmen zu, praxisnahe Bildungseinrichtungen fehlen aber noch.

Diesen Mangel soll das CC4E ausgleichen. „In unmittelbarer Nähe zum Energie- und Technologiezentrum errichten wir einen eigenen Windpark. Das ist eine hervorragende Voraussetzung für Forschung und Lehre“, sagt Beba.

Davon wird auch Jenni Herrmann profitieren, wenn sie mit dem von ihrer Arbeitsgruppe neu entwickelten Teststand für Großkomponenten von Windenergieanlagen ins neue Technologiezentrum zieht. Die Maschinenbauerin ist seit Juli 2013 wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin im Verbundprojekt BeBen XXL. „Das steht für Beschleunigter experimenteller Betriebsfestigkeitsnachweis für Großkomponenten in Windenergieanlagen“, erklärt die 26-jährige, „aber das kann sich ohnehin niemand merken.“ Es gehe darum, einen Prüfstand zu bauen, auf dem Rotorwellen getestet werden können, um herauszufinden, wo noch Optimierungsmöglichkeiten stecken. Ist die Anlage fertig, sollen daran dann auch weitere studentische Projekte durchgeführt werden.

BeBen XXL zeigt, wie das CC4E funktionieren wird, nämlich über Kooperationen. Projektpartner sind neben der HAW auch der Windenergieanlagenhersteller Suzlon und das Fraunhofer-Institut IWES. Gefördert wird das Vorhaben mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.

7,5 Millionen Euro betragen die Kosten des neuen Energie-Campus, der Ende 2014 bezugsfertig sein wird. Die eine Hälfte investiert das Land Hamburg, die andere kommt vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE. Die zusätzlichen Investitionen für den Windpark, weitere 22 Millionen Euro, werden über eine Projektfinanzierung realisiert und über die erzeugte Energie wieder eingespielt.

Schon jetzt sind die neuen Räumlichkeiten mit Leben gefüllt. „Zum einen werden wir von dort den Windpark steuern und überwachen. Zum anderen wird ein Virtual Reality Lab einziehen“, sagt Beba. „Damit wollen wir per Computer auf einer Videowand das Innere der Gondeln von Windanlagen simulieren und so eine Möglichkeit schaffen, neue Komponenten zu platzieren ohne gleich einen Prototyp bauen zu müssen.“

Ein weiterer Schwerpunkt wird auf dem Bereich Speicherung und Netzintegration liegen, denn gerade das intelligente Zusammenspiel unterschiedlichster Energiequellen und Verbraucher, das sich hinter der Smart-Grid-Technologie verbirgt, ist eine der größten Herausforderungen der Energiewende. Ein Thema mit dem sich Sebastian Farrenkopf bereits in seiner Bachelorarbeit beschäftigt. Der angehende Elektrotechniker entwickelt im Rahmen eines weiteren CC4E-Projektes die Ansteuerung eines Blockheizkraftwerkes BHKW, über das Strom und Wärme erzeugt werden können – eine gute Möglichkeit, wenn es darum geht, Zeiten zu überbrücken, in denen regenerative Energie nicht ausreichend zur Verfügung steht. „Das ist ein breit gefächertes und sehr innovatives Gebiet“, sagt Farrenkopf, der in seiner Forschungsgruppe mit zahlreichen anderen Absolventen und wissenschaftlichen Mitarbeitern unterschiedlicher Fachrichtungen zusammenarbeitet.

Doch nicht nur das Hochschulleben der HAW und die nachhaltige Energiewirtschaft werden vom neuen Energie-Campus profitieren. Beba: „Eine der größten Hürden bei der Umsetzung der Energiewende ist die Akzeptanz in der Bevölkerung. Wir werden die Einrichtung deshalb für interessierte Bürger öffnen, Informationsveranstaltungen und Ausstellungen anbieten und das Ganze mit Forschungen begleiten.“

Das ist dann alles? Keineswegs. In den nächsten Jahren werden weitere Ausbauschritte folgen, so Beba. Bereits jetzt seien der Aufbau eines Fraunhofer-Anwendungszentrums vereinbart und die Entwicklung von berufsbegleitenden Weiterbildungen geplant. Von zahllosen weiteren Forschungsideen ganz zu schweigen. Mit dem Bau des CC4E-Energie-Campus hat die Zukunft der Nachhaltigen Energiewirtschaft in Hamburg gerade erst begonnen.