Aktuelle Studienergebnisse offenbaren, dass Künstliche Intelligenz die Effizienz von Windenergie um bis zu 200 Prozent erhöhen kann. Vor allem sogenannte vertikale Windräder sollen von KI profitieren.
Windkraftanlagen gelten weiterhin als Rückgrat einer nachhaltigen Energieversorgung. Schweizer Forscher erzielten hinsichlich der Effizient von Windrädern kürzlich wiederum einen Durchbruch mittels Künstlicher Intelligenz (KI). Durch ihren Ansatz verdreifachten sie die Effizienz von gängigen vertikalen Windrädern.
Durch ihren geringen Platzverbrauch und den leisen Betrieb dürften die helixförmigen Anlagen künftig eine größere Rolle spielen. Dennoch hat die Technik noch mit einigen Problemen zu kämpfen. Denn die vertikalen Anlagen sind häufig anfälliger für Schäden bei starkem Wind.
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Gleichzeitig müssen die Betreiber die Anlagen bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten abschalten. Außerdem verursachen die Windräder häufig spürbare Vibrationen. Doch anstatt selbst eine Lösung für diese Probleme zu suchen, fütterten die Schweizer Forscher einfach eine KI mit den notwendigen Daten.
Vertikale Windräder: Künstliche Intelligenz ermittelt bessere Profile
Ziel war es, die optimalen Einstellungen für die Rotorblätter zu finden, um sowohl die Effizienz als auch die Robustheit zu steigern. Mithilfe von Sensoren ermittelten die Forscher den Einfluss des Windes auf die Leistung der Blätter bei verschiedenen Rotorwinkeln und Windgeschwindigkeiten.
Ein KI-Algorithmus simulierte auf Basis der Daten dann mehr als 3.500 Profile und wählte die besten aus. Letztlich identifizierte das System zwei Profile, mit denen die Effizienz um 200 Prozent gesteigert werden konnte. Gleichzeitig reduzierte die Konfiguration die Vibrationen um 77 Prozent, was die Robustheit der Anlagen erheblich verbesserte.
Bisherige Ergebnisse nur auf Laborversuche angewendet
Ein zentrales Problem bei vertikalen Windkraftanlagen ist der sogenannte dynamische Strömungsabriss. Dieser verursacht bei starken Windböen Wirbel, die die vertikalen Rotorblätter beschädigen können. Die KI der Forscher optimierte die Rotorblatteinstellungen aber derart, dass kaum noch Wirbel auftraten.
Vielmehr stieß das Windrad die Wirbel im richtigen Moment ab, als die Rotorblätter im korrekten Winkel positioniert waren. Das kurbelte zusätzlich die Energieproduktion an.
Die Ergebnisse basieren bisher nur auf Laborversuchen und Berechnungen. Ob die vorgeschlagenen Verbesserungen dauerhaft zu einer besseren Leistung führt, müssen baldige Feldversuche zeigen. Die Forschungsergebnisse zeigen aber, inwiefern Künstliche Intelligenz langwierige Forschungsprozesse teils radikal reduzieren kann.
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