Windenergie braucht mehr als Wind
Dr. Dennis Bosse leitet die Center for Wind Power Drives Aachen GmbH auf dem Campus Melaten – und bringt beim Tech Impact Festival auf den Punkt, warum Windenergieanlagen heute vor allem an ihrem Verhalten im Stromnetz gemessen werden.
Zwischen Prüfstand und Podium
Dr. Dennis Bosse ist Managing Chief Engineer des Center for Wind Power Drives (CWD) auf dem Campus Melaten. Das CWD gehört zum Cluster Schwerlastantriebe – einem der sieben Forschungscluster, in denen Wissenschaftlerteams und Industriepartner eng zusammenarbeiten. Die Kooperation mit der Industrie ist dabei kein Nebenaspekt, sondern strukturelles Prinzip: Forschungsfragen entstehen beim CWD in direkter Auseinandersetzung mit industriellen Anforderungen.
Beim RWTH Tech Impact Festival 2025 ist Bosse gleich in zwei Formaten vertreten. Im Stream „Wind Power Systems and Grid Integration“, hält der Maschinenbauingenieur einen Vortrag über Modularisierungs- und Teststrategien in der Windtriebstrangtechnologie. Im anschließenden Panel „Advances in Wind Turbine Technology and Grid Integration“ diskutiert er mit Andreas Weber (Vestas) und Dr. Ralf Hambrecht (Winergy Flender) über den aktuellen Stand und die nächsten Schritte in der Windenergie. Für Dennis Bosse bietet das Festival eine Gelegenheit, die Forschungsarbeit in Aachen der breiten Energie-Community vorzustellen und zu zeigen, dass Windenergie auch hier ein industriell verankertes Thema ist:
„Viele der wirklich relevanten Fragen kommen heute aus der Industrie – und genau deshalb müssen wir als Forschende dort präsent sein, wo diese Fragen gestellt werden.“
Das Feld im Labor nachbauen
Herzstück der Forschungsinfrastruktur ist der 4-Megawatt-Systemprüfstand. Er kann den vollständigen Triebstrang einer Windenergieanlage – Rotorwelle, Getriebe, Generator – so belasten, als stünde die Anlage draußen im Wind. Das Prinzip heißt Hardware-in-the-Loop: Die physische Komponente ist in eine Simulationsumgebung eingebettet, die in Echtzeit berechnet, welchen Kräften die Anlage unter realen Betriebsbedingungen ausgesetzt wäre. Auf der Rotorseite übernimmt ein großer Motor die Simulation der Windlasten; auf der Netzseite speist ein synthetisches elektrisches Netz die Anlage mit realitätsnahen Störszenarien. Der Triebstrang erhält dieselben Signale wie im Feld. Aber kontrolliert, wiederholbar und ohne Ausfallrisiko.
Das ist auch industriell relevant, weil Windenergieanlagen heute nicht mehr einfach abschalten dürfen, wenn das Netz schwankt. Früher schaltete sich eine Anlage bei Frequenzabweichungen reflexartig ab, um sich selbst zu schützen. In einem modernen Stromnetz mit hohem Anteil erneuerbarer Energien wäre das fatal: Würden alle Anlagen gleichzeitig vom Netz gehen, verstärkte das die Instabilität, statt sie abzudämpfen. Anlagen müssen heute das Gegenteil leisten – und der Prüfstand am CWD macht genau dieses Verhalten testbar.
Die Automatisierung für diesen Betrieb wurde am Institut für Regelungstechnik entwickelt. Die Netzkonformitätsprüfungen entstanden in enger Zusammenarbeit mit Prof. Antonello Monti (E.ON ERC Automation of Complex Power Systems) und Prof. Rik de Doncker (E.ON ERC Institute for Power Generation and Storage Systems), beide auf demselben Campus, keine 500 Meter entfernt.
Was aus Forschung werden kann
Dass die Arbeit am CWD über den Campus hinauswirkt, zeigt sich an konkreten Ergebnissen. Vestas, der größte Windenergieanlagenhersteller Europas, übernahm die am Prüfstand entwickelte Hardware-in-the-Loop-Automatisierung für den Betrieb eigener, noch leistungsstärkerer Prüfanlagen. Aus derselben Forschungsarbeit entstand das Spin-off conatys GmbH, gegründet von Dr. Uwe Jassmann. Es wurde später von einem der weltweit führenden Anbieter für Windprüfstandstechnik übernommen und ist heute Teil von R&D Test Systems.
Europaweit gibt es nur wenige Prüfstände dieser Art: einen in Aachen, einen in Bremerhaven, weitere in Großbritannien und Dänemark. Dass einer davon auf dem Campus Melaten steht und dort in Verbindung mit mehreren Instituten und in direktem Austausch mit der Industrie betrieben wird, ist das Ergebnis einer Forschungsinfrastruktur, die auf industrielle Anwendbarkeit ausgelegt ist.
„Der Prüfstand ist so gebaut, dass Industriepartner direkt damit arbeiten können – und das tun sie auch.“
Wie Zusammenarbeit am CWD funktioniert
Das CWD ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft funktioniert. Unternehmen sind keine Auftraggeber von außen, sondern Teil des Forschungsprozesses: Sie bringen konkrete technische Fragestellungen ein, arbeiten mit Wissenschaftlerteams an Lösungen und haben direkten Zugang zur Infrastruktur, bis hin zum Prüfstand. Das setzt voraus, dass beide Seiten auf Augenhöhe kommunizieren, und es setzt voraus, dass die nötigen Werkzeuge vor Ort sind. Am CWD arbeiten wird interdisziplinär zusammengearbeitet. Institute, die für verschiedene Aspekte eines Problems zuständig sind, sind in unmittelbarer Nähe verortet. Das verkürzt nicht nur Wege, es verändert, wie schnell und wie präzise Ergebnisse entstehen können.