Erneuerbare Energien Windräder nehmen sich gegenseitig den Wind aus den Rotorblättern

Sie liefern den größten Anteil erneuerbarer Energie: Windparks. Doch die Technologie stößt schneller an ihre Grenzen als bislang gehofft - stehen Windräder nah beieinander, bremsen sie sich gegenseitig aus.

Windkraftanlagen lassen sich nicht beliebig dicht bauen, sonst nehmen sich gegenseitig den Wind weg
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Windkraftanlagen lassen sich nicht beliebig dicht bauen, sonst nehmen sich gegenseitig den Wind weg


Immer größer werden die Windparks, die Deutschlands Strombedarf in der Zukunft decken sollen. Doch mit ihrer Größe sinkt ihre Leistungsfähigkeit, berichten Forscher. Das Potenzial der Windenergie könnte kleiner sein als bislang erwartet.

Forscher des Jenaer Max-Planck-Instituts für Biogeochemie haben die Leistungsfähigkeit großer Windparks untersucht. Laut ihrer Simulation könnten diese maximal eine Leistung von einem Watt pro Quadratmeter liefern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" .

Bisher hatten Forscher ein Potenzial von sieben Watt pro Quadratmeter erwartet. Die Angaben basierten allerdings vor allem auf beobachteten Windgeschwindigkeiten, erklärt Forscher Axel Kleidon. "Das funktioniert prima für eine einzelne Turbine. Je größer ein Windpark wird, desto wichtiger ist es aber, auch andere Effekte zu berücksichtigen."

Allein stehende Windkraftanlagen können mehr Strom produzieren, denn die Leistung einer einzelnen Turbine wird durch die Windgeschwindigkeit bestimmt. Wenn viele Anlagen nah beieinanderstehen, kommt kein Wind mehr in der Mitte eines Feldes an. Stehen die Anlagen zu dicht, liefert jede Turbine weniger Leistung. "Die Windturbinen nehmen sich gegenseitig den Wind weg", sagt Kleidon.

Laut der Studie können Windparks maximal 26 Prozent der Windenergie in elektrische Energie umwandeln. Dann haben sie allerdings die Windgeschwindigkeit um 42 Prozent reduziert. "Der Wind muss von oben für Nachschub sorgen", sagt Kleidon, "doch dieser vertikale Austausch ist relativ gering."

Die Wissenschaftler haben den Effekt anhand einer 100.000 Quadratkilometer großen Region im windreichen US-Bundesstaat Kansas simuliert. Nach Angaben von Kleidon sind die Erkenntnisse auf andere Regionen übertragbar - und wohl auch auf Windparks auf hoher See. Derzeit werde an einer ähnlichen Untersuchung für solche Offshore-Windparks gearbeitet. "Da sehen wir sehr ähnliche Effekte."

Auf dem Land produzierte Windenergie ist die günstigste der erneuerbaren Energien, ihr Strompreis liegt nur knapp über dem von Kohle und Gas. 2014 deckte Windenergie etwa neun Prozent des deutschen Strombedarfs.

Kleidon betont, dass dieser Effekt nur bei der Windkraft auftrete, aber nicht bei alternativen erneuerbaren Energien wie der Solarenergie. Dicht beieinander stehende Photovoltaikanlagen haben keinen Einfluss aufeinander. Ihr Einsatz sei flächendeckend möglich.

mls, mit Material von dpa



Forum - Diskussion über diesen Artikel
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felice2000 25.08.2015
1. Dafür haben wir die Planck Maxen
Ist ja erstaunlich. Ich habe erstmals vor etwa 13 Jahren mit Windenergie zu tun gehabt. Schon damals war es eine physikalische Binsenweisheit, dass sich die Teile gegenseitig abschatten, und die Kalkulation der Parkwirkung ist uralter Kaffee. Aber so ein Sommerloch stopft sich unter Umständen auch mit warmem Wind... Interessanter wäre übrigens die nahe liegende politische Folgerung gewesen: Statt eng begrenzte Bereiche auszuzeichnen, sollte die Raumplanung an viel mehr Stellen jeweils ganz kleine Parks zulassen... Aber das ist nich opportun. Klar.
noalk 25.08.2015
2. Nicht nur nicht bei Photovoltaik
"Kleidon betont, dass dieser Effekt nur bei der Windkraft auftrete, aber nicht bei alternativen erneuerbaren Energien wie der Solarenergie." --- Der Effekt tritt auch bei anderen alternativen erneuerbren nicht Energien auf. So können beispielsweise Biogasanlagen beliebig dicht nebeneinander errichtet werden.
pandur1234567@yahoo.com 25.08.2015
3.
Dann ist ja gut das die Politik die Solarenergie zugunsten der Windenergie ins Abseits hat gleiten lassen u von Chinesen übernehmen lassen. Deutschland ist ein echtes "Zukunftsland". Genießen wir noch unser letztes goldenes Jahrzehnt bevor der Abstieg kommt.
otto_iii 25.08.2015
4. 510
Wer schon mal gesegelt ist wird über solch bahnbrechende Erkenntnisse nur müde lächeln können. Letztlich ist das aber sicher nicht das Hauptproblem der Windenergie, sondern vielmehr die schwankende Leistung und die fehlenden Speicher. Leider liefert das EEG trotz seiner enorm hohen Kosten von 28Mrd€ jährlich keinerlei ökonomische Anreize für die Entwicklung und den Betrieb von Speichern. Im Gegenteil: Selbst die wenigen schon bestehenden Speicher (Pumpspeicherkraftwerke) können dank der Solarförderung nicht mehr kostendeckend betrieben werden.
ihawk 25.08.2015
5. Hauptsache wissenschaftlich bewiesen
Den angesprochenen Effekt hätte auch ein Aerodynamiker im zweiten Semester erklären können. Das zu dichte Bauen von Windkraftanlagen hat was mit der Subvention-Politik zu tun und liegt nicht am Mangel entsprechender physikalischer Erkenntnisse. Darüber hinaus müssten die durchaus zu befürwortenden Windkraftanlagen auf weit aus höhere Effizienz getrimmt werden und vor Allem mit Vogelwarnanlagen bestückt werden - denn Windkraftanlagen sind erwiesenermaßen Vogelkiller.
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