Windparks werfen Windschatten – Effizienverluste für Offshore-Anlagen zu erwarten

Wo viele Windräder stehen, nehmen sie sich gegenseitig den Wind weg. Eine Studie zeigt, dass die Effizienz von Windparks abnimmt, je mehr Windräder und je enger sie zusammenstehen. Das bedeutet: Die Ausbaupläne nach den Vorstellungen der EU gehen nicht auf.

IMAGO / blickwinkel
Offshore Windpark im Öresund

Die negativen Auswirkungen auf die Umwelt von Anlagen der sogenannten »erneuerbaren Energien« treten immer drastischer zutage. Eine neue Studie belegt jetzt: Windanlagen können sich auch über größere Entfernungen gegenseitig den Wind wegnehmen und damit ihre Effizienz merkbar behindern. Diese Windschleppen eines Windparks können sogar teilweise bis zu 100 km weit reichen. Die Bremswirkung der Windräder reicht also sehr weit. In stürmischen Zeiten besonders im Herbst fällt dieser Effekt geringer aus, weil die Atmosphäre stärker durchmischt wird.

Die Studie hat das Helmholtz-Zentrum Hereon erstellt, sie wurde vom Impuls- und Vernetzungsfond der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen des Projekts »Advanced Earth System Modelling Capacity (ESM)« initiiert und finanziert. Sie bewertet diese Effekte zum ersten Mal über einen längeren Zeitraum von zehn Jahren.

Bilder von Windrädern auf See bei nebligen Wetterlagen mit geringem Spread machen die Auswirkungen von Windrädern sehr deutlich. Bei normalen Wetterlagen sieht man die nicht. Die in den Turbulenzen hinten liegenden Windräder leisten deutlich weniger. Außerdem haben die Störungen Auswirkungen auf den Wärmetransport.

Diese Erkenntnis ist für die Windenergie-Ausbaupläne für die Nordsee von entscheidender Bedeutung. Das bedeutet: Die Windparks können nicht beliebig dicht hintereinander platziert werden, wie das nach den Vorstellungen der EU vorgesehen ist.

Denn etwa 10 Kilometer vor der Küste sind die Winde an der Meeresoberfläche etwa um 25 Prozent stärker als die Winde an Land. Bis 2050 sollen Windanlagen mit einer Gesamtkapazität von 450 GW in die Meere gepflanzt werden, 212 GW davon in der Nordsee. Ziemlich ehrgeizige Pläne der EU zum Erreichen der Klimaziele.

Die teuren Windindustrieanlagen können also nicht beliebig in die Weite der Nordsee gesetzt werden, sie sollten aus Gründen von Kosten und Wartung um Transformatorstationen gebaut werden, von denen aus der Strom durch eine unterseeische Gleichspannungsleitung an Land geleitet wird.

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Windräder entziehen den Windschichten den Impuls, um die Leistung zu erzeugen. Das führt zu »Windgeschwindigkeitsdefiziten« auf der windabgewandten Seite, führen die Autoren aus. Die Windräder entziehen der Atmosphäre kinetische Energie und wandeln einen Teil in elektrische Energie um. Dabei werden in der Luftströmung Wirbel hinter den Rotoren erzeugt, die unter normalen atmosphärischen Bedingungen bis zu 50-70 km weit reichen können. Diese Wirbel wiederum behindern die Rotoren der weiter hinten stehenden Windanlagen, sie verändern die Temperatur und Turbulenzen in niedrigen Grenzschichten.

»Beobachtungen zeigen«, so schreiben die Autoren, »dass Wirbelschleppen die Temperatur um 0,5 °C und die Luftfeuchtigkeit um 0,5 g pro Kilogramm in Nabenhöhe erhöhen können, sogar bis zu 60 km windabwärts von Windparks.«

Grafiken zeigen die geplanten Offshore-Windanlagen in der Nordsee. Für havarierte Tanker oder Containerriesen bleibt im Notfall übrigens nicht mehr viel Platz, im Falle eines Maschinen- oder Ruderausfalles könnten sie ungehindert in die Anlagen der Windindustrie geraten. 

Hereon

Von 201.531 geplanten Windrädern ist in der Studie die Rede. Doch sogenannte »Nachlaufeffekte« vermindern die Effektivität und damit auch die Wirtschaftlichkeit der Windräder, die im Lee anderer Windparks stehen. Das kann sogar zu Leistungsverlusten von erheblichen 20-25 Prozent des in der Windströmung hinten liegenden Windparks führen, errechneten die Studienautoren.

Bereits jetzt haben sich die atmosphärischen Verhältnisse auf der Nordsee durch die vielen Windräder deutlich bemerkbar verändert – ein weiteres Ergebnis der Studie. Diese Effekte werden stärker, wenn mehr und größere Windräder in das Wasser gesetzt werden. Damit verändert sich auch die Strömung der Wärme und damit das lokale Klima. 

Die Studie gewinnt an Aussagekraft, weil sie sich nicht mehr nur auf reine Simulationsmodelle beschränkt. Zum ersten Mal flossen auch reale Beobachtungen über das Verhalten von Windparks aus der Luft in eine Studie. Die hatte das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie für die FINO-Daten und das Projekt Windpark Far Field (WIPAFF) im Rahmen der ersten luftgestützten atmosphärischen In-situ-Beobachtungsdaten der Offshore-Windparks veranlasst. Zusätzlich flossen Messungen mit Beobachtungsflugzeugen ein.

Auch Wind und Sonne sind also begrenzte Ressourcen, so die Forscher. Und wie jeder Stromverbraucher an seinen exorbitant hohen Stromkosten sehen kann, schicken Sonne und Wind exorbitante Rechnungen. Sie wollen sich nicht an das Mantra des ehemaligen Fernsehmannes und Predigers Franz Alt halten, der in die Welt gesetzt hatte: Die Sonne schickt keine Rechnung!


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Kommentare ( 53 )

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53 Comments
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Simone
4 Monate her

Experten – die Schwachköpfe der Zeit. Beim Segeln, Windschatten des voraus fahrenden Schiffs. Bei Düsenflugzeugen, gefährliche Turbulenzen und Abgasstrahl des voraus Fliegenden. Beim Autorennen, das hintere Fahrzeug ist aufgrund der Luftverdrängung schneller. Aus der Natur Wind in Tälern und Bergen? Gibt es nur noch Idioten? Jetstreams sind erforscht, lesen hilft!

Manfred_Hbg
4 Monate her

Mich wundert -oder wohl besser gesagt, wundert nicht- das von den Betreibern und der Politik auch solche Testreihen nicht schon lange vor dem Bau der ersten Windräder durchgeführt wurden. Womit wir dann auch hier sehr gut erkennen und sehen können, wieweit es mittlerweile in diesem (ehemaligen)“Land der Denker“ gekommen ist. Die Verblödung scheint dank einer linksgrünen Regierung u. Politik in allen Bereichen mit Riesenschritten voranzugehen. Ubrigens, was mich bei diesem Thema „Rettet das „Wetter““ betrifft, da stehen mir die „Wetterrettung“ und die Klimahüpfer nach der grad wieder erhaltenen (steuerlichen) Strompreiserhöhung um 1,12 Ct/Kw -sehr Milde ausgedrückt- bis weit über den… Mehr

Peter M3
4 Monate her

Das Ergebnis einer verfehlten „Bildungspolitik“. Naturwissenschaften wurden sträflich vernachlässigt und dann auch noch korrumpiert. Das, was diese Studie ans Licht bringt, hätte man auch vor 20 Jahren schon wissen können, also eher müssen.

Der Politisch-Mediale-Komplex kann Meinung manipulieren und vielleicht das Volk austricksen, jedoch nicht die Naturgesetze.

Andreas aus E.
4 Monate her

Der Strom ist doch völlig egal, den braucht nach erfolgreich vollbrachter Versteinzeitung des westmitteleuropäischen Siedlungsgebietes ohnehin niemand mehr.
Wichtiger ist, auch noch letzten Vogel und letztes Insekt aus der Luft zu schlagen, damit man deren Aussterben dann den bösen Bauern in die Schuhe schieben kann.

leser80
4 Monate her

Einfach weniger Windräder durch SPAREN.

HPM
4 Monate her

Auch Offshore Windanlagen sind nicht vor Flaute sicher.
Aktuell haben wir mal wieder exemplarisch eine Wettersituation, bei der die Windkraft aufgrund von überwiegender Flaute ziemlich schwach ausfällt. Die Photovoltaik liefert zwar bei sonnenklarem Himmel im Juni tagsüber relevante Erträge. Aber nachts erhalten wir aus der Öko-Windenergie häufig nur mehr unter 5% unseres Strombedarfs. Ohne die konventionellen fossilen Kraftwerke und AkWs säßen wir häufig im Blackout.
Eine eindrucksvolle Übersicht des Anteils der verschiedener Strom-Energieträger liefert die Bundesnetzagentur:
https://www.smard.de/home  

Don Didi
4 Monate her

Eigentlich eine alte Geschichte. Es ist schon lange bekannt, daß Windkraftanlagen dem Wind Energie entziehen. Energie, die dem Wind für den Luftaustausch in den dahinter liegenden Gegenden fehlt. Das verursacht höhere Temperaturen in im Windschatten liegenden Wohngebieten, ebenso eine Erhöhung der Luftverschmutzung. Dazu muß man nicht studiert haben, das sollte jedem unmittelbar einleuchten. Wie ein schlauer Mensch mal geschrieben hat: „Der größte Feind der Grünen ist nicht die AfD. Der größte Feind der Grünen ist die Physik.“ Und das betrifft nicht nur die Windkraft, das betrifft alle Felder, inkl. Solar- und Wasserkraft, Stromspeicherung „im Netz“ oder in Akkus, Kobolde in… Mehr

Iso
4 Monate her

Man muss schon ein ziemliches Deppenhirn haben, wenn man, statt auf einem Quadratkilometer ein sehr sicheres AKW zu errichtet, welches man nach Bedarf rauf und runter fahren kann, dafür unzählige Windparks errichtet, die einfach nur Probleme machen. Wenn ich zum Beispiel nach Malle will, dann buche ich die Pauschalreise, und setze mich in den Flieger. Als Gutmensch prüft man da vielleicht erste den Reifendruck vom eigenen Fahrrad, und erkundigt sich, wann die Fähre geht? ….ich weiß es nicht, aber es ist unerklärlich und sehr dumm!

Andreas aus E.
4 Monate her
Antworten an  Iso

Als Gutmensch fährt man doch nicht mit dem Rad, und daß auch Flugzeuge Räder haben, weiß man auch nicht, das ist böser Alteweißemännertechnikkram.
Als Gutmensch rümpft man die Nase, wenn der mutmaßliche AfD-Prolet auf dem Nebensitz im Flieger so Nazikram wie einen älteren Reiseführer liest, statt sich progressiv mit der „taz“ zu bilden.

Wolfsohn
4 Monate her

Als ich den Header gelesen hatte, habe ich schallen gelacht!
Stichwort: Energieerhaltungssatz! Die Windenergie ist eben nicht, wie das unsere grünen FreundINNEN!!!!! so gern behaupten, endlos, sondern die Energie, die aus dem Wind gewonnen wird, ist eben umgewandelt.
Anstatt sich mit solch evidenten Dingen zu beschäftigen, wäre es an der Zeit, die Auswirkungen der Windräder bzw. der Strömungsveränderunge auf das Klima (!!!) zu untersuchen – aber das ist wohl ideologisch nicht gewollt…

Last edited 4 Monate her by Wolfsohn
Menkfiedle
4 Monate her
Antworten an  Wolfsohn

Pardon, das ist nicht richtig. Wind ist Druckausgleich zwischen einem Hochdruckgebiet und einem Tiefdruckgebiet. Wind ist also eine Luftmassenbewegung. Wenn Sie den Wind durch Windräder „abbremsen“ erhöht sich der Druck davor, was zu einer Beschleunigung der abgebremsten Luftmassen führt. Die durch Windräder „erzeugte“ Energie ist aber nicht wirklich erzeugt, da die Energiebilanz im Gesamtsystem ja gleich bleibt. Also muss dem Gesamtsystem an anderer Stelle Energie entzogen werden, nämlich durch Verlangsamung der Erdrotation.

Britsch
4 Monate her
Antworten an  Menkfiedle

Und die Erdkugel macht das auch?
Wenn die Erdrotation sich verlangsamt wierd der bisherige Zeitablauf Tag / Nacht auch ein anderer?
Die Jahreszeiten verschieben sich dadurch ebenfalls?
Das hat dann Einfluß auch auf das „Klima“, die gesamte Natur? Unvorhersehbare, unkalulierbare?

jopa
4 Monate her

Brauch man nicht zu wissen, ist schließlich eine gute Technologie. Was interessieren da Risiken und Nebenwirkungen? Bei bösen Technolgien wird wg jedem Fliegenschiß gegen die Genehmigung geklagt und jahrezehntelang weitere Untersuchungen durchgeführt. Ich sage nur Juchtenkäfer oder Feldhamster oder Flußwasseraufheizung. Ist auch klar daß wir Raub- und andere Vögel strreng schützen müssen. Wo soll sonst der Nachwuchs zum Schreddern herkommen, wenn die nicht aussterben sollen? Aber, wie gesagt, hier interessiert es keinen.