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Im Forschungsprojekt »WindKI« entwickeln das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES und das KI-Unternehmen LATODA ein neues Verfahren, das frühzeitig Leistungseinbußen bei Windenergieanlagen erkennt. Ziel des mehrjährigen Vorhabens ist die Implementierung eines KI-gestützten Diagnosesystems, das eine objektive und datengetriebene Leistungsoptimierung der Anlagen ermöglichen soll. Das Vorhaben wird gefördert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt.
Windenergieanlagen liefern im Betrieb nicht immer die vor der Errichtung prognostizierte Strommenge. Gründe dafür können vielfältig sein: etwa ungünstige Windverhältnisse, falsche Einstellungen der Rotorblattwinkel oder aerodynamische Effekte im Nachlauf anderer Windenergieanlagen. Bisher gibt es keine verlässliche Methode, die Ursachen für die Minderleistung automatisch zu erkennen.
Innovativer Lösungsansatz durch KI-Methoden
Die WindKI-Projektpartner adressieren diese Herausforderungen gezielt: Durch die Kombination von Messdaten, Simulationen und Künstlicher Intelligenz entsteht ein Diagnosesystem, das mit heuristischen Algorithmen und Machine-Learning-Modellen Anomalien im Datensatz detektiert. Die ersten Modelle basieren auf hochaufgelösten SCADA-Datensätzen der 8-Megawatt-Forschungsanlage Adwen AD8, die das Fraunhofer IWES für das Projekt zur Verfügung stellt. LATODA entwickelt darauf aufbauend ein KI-basiertes Analysesystem, das automatisch feststellt, ob eine Anlage wie erwartet arbeitet oder unter ihrer möglichen Leistung bleibt und relevante Parameter zur Optimierung vorschlägt.
Die KI meldet dabei nicht nur die Auffälligkeiten, sondern liefert auch Hinweise auf die wahrscheinlichen Ursachen – von Rotorblatt-Einstellungen bis zu ungünstigen Betriebszuständen. Damit erhalten Betreiber ein Werkzeug, das hilft, Probleme schneller zu erkennen und abzustellen. Die entwickelte Methodik ermöglicht der Windindustrie eine kundenorientierte KI-Modellentwicklung auf Basis beliebiger Zeitreihendaten.
»Die Ergebnisse des Projekts verbessern unser Verständnis der gesamten Anlagendynamik«, sagt Philipp Thomas, Gruppenleiter Gesamtanlagendynamik am Fraunhofer IWES. »Das Zusammenspiel von Expertenwissen und KI eröffnet der Windindustrie neue Möglichkeiten.«
Auch LATODA-Geschäftsführer Daniel Hein betont die Bedeutung der Kooperation: »Mit unserem Algorithmus zur Analyse von Sensordaten schaffen wir die Grundlage für eine schnelle und zuverlässige Fehlerdiagnose. So lassen sich Ausfälle und Minderleistungen deutlich reduzieren.«
Das Forschungsprojekt »WindKI« bietet die Chance, eine Brücke zwischen fortgeschrittenen KI-Techniken und konventionellen Ansätzen im Bereich der Windenergie zu schlagen. Durch die Verknüpfung von Domänenwissen aus der Windenergieforschung mit modernsten maschinellen Lernmethoden wird nicht nur ein konkretes technisches Problem gelöst, sondern auch ein Rahmen für zukünftige, interdisziplinäre Forschungsprojekte geschaffen.
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Über das Fraunhofer IWES
Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES betreibt anwendungsorientierte Forschung für eine nachhaltige Zukunft. Die Fokusthemen des Fraunhofer IWES sind: Offshore, Wasserstoff, Prüfinfrastruktur und Digitalisierung. Die Forschungsarbeit in diesen zukunftsrelevanten Schlüsseltechnologien spielt im Innovationsprozess eine zentrale Rolle und stärkt durch den Transfer der Forschungsergebnisse in die Industrie den Wirtschaftsstandort zum Wohle unserer Gesellschaft. Mehr als 400 Mitarbeitende an neun Standorten entwickeln innovative Methoden, um den Ausbau der Windenergie- und Wasserstoffwirtschaft zu beschleunigen, die Risiken zu minimieren und die Kosteneffizienz zu steigern.
Über LATODA
LATODA ist ein auf die Entwicklung von KI-Lösungen spezialisiertes Start-up, mit Sitz in Hamburg und Marburg. Im WindKI-Kernteam wird Expertise aus den Bereichen Künstliche Intelligenz, Wirtschaftsinformatik, Betriebswirtschaft, Windenergie und Zertifizierung kombiniert. LATODA hat Erfahrung in der Entwicklung komplexer KI-Modelle zur Optimierung komplexer Maschinen, die z.B. bei der Erkennung, Bewertung und Vorhersage von Schäden an Rotorblättern von Windturbinen und bei medizinischen Diagnoseverfahren zum Einsatz kommen.
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Ansprechpersonen Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES
Dipl.-Ing. Philipp Thomas
Gruppenleiter Gesamtanlagendynamik
Telefon +49 471 14290-381
philipp.thomas@iwes.fraunhofer.de
Yvonne Schink
Managerin Wissenschaftskommunikation
Telefon +49 471 14290-189
yvonne.schink@iwes.fraunhofer.de
Ansprechpersonen LATODA
Dr. Olaf Mager
Pressesprecher
LATODA
Telefon +49 172 4039172
olaf.mager@latoda.de
Daniel Hein
Geschäftsführender Gesellschafter
LATODA
Daniel.hein@latoda.de
Dipl.-Ing. Philipp Thomas
Gruppenleiter Gesamtanlagendynamik, Fraunhofer IWES
Telefon +49 471 14290-381
philipp.thomas@iwes.fraunhofer.de
Das Fraunhofer IWES stellt Datensätze aus früheren Messkampagnen mit der 8-Megawatt-Forschungsanlage ...
Copyright: © Fraunhofer IWES
Das Diagnoseverfahren markiert Auffälligkeiten im Windenergieanlagen-Betrieb: Das obere Diagramm zei ...
Copyright: © LATODA
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Energy, Environment / ecology, Information technology, Oceanology / climate
transregional, national
Research projects, Transfer of Science or Research
German
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