Wenn Offshore-Parks sich gegenseitig den Wind stehlen

07.05.2018 | Druckvorschau

Siemens Offshore Windpark | Manche Windparks stehen so dicht zusammen, dass sie sich gegenseitig den Wind stehlen. - © SGRE — © SGRE

Siemens Offshore Windpark | Manche Windparks stehen so dicht zusammen, dass sie sich gegenseitig den Wind stehlen.

Der Abschattungseffekt über Kilometer durch Meereswindparks wurde lange unterschätzt. Jetzt zeigt sich, wie verheerend der Wind-Diebstahl ist.

Offshore-Windparks sind für den Wind Hindernisse auf der relativ glatten Meeresoberfläche. Sie entziehen ihm Energie, er wird gebremst und die Turbulenz des Windes erhöht sich. Je nach Wetterlage erreicht die Windgeschwindigkeit zum Teil erst 10 bis 100 Kilometer hinter einem Windpark wieder ihren ursprünglichen Wert. Der großflächige Ausbau der Offshore-Windenergie in der Deutschen Bucht in den vergangenen Jahren ergab erstmals die Möglichkeit, in dem von 2016 bis 2019 laufenden, vom BMWi geförderten Forschungsprojekt WIPAFF den Nachlauf von Offshore-Windparks in der Nordsee mit Computersimulationen, Flugzeugmessungen und Satellitendatenauswertungen zu untersuchen.

Modellsimulationen

Die verringerte Windgeschwindigkeit im Wake ist an der blauen Farbe zu erkennen (sieht Text). - © Grafik: WIPAFF — © Grafik: WIPAFF

Die verringerte Windgeschwindigkeit im Wake ist an der blauen Farbe zu erkennen (sieht Text).

Das Projekt wird geleitet von Stefan Emeis, Professor am Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Garmisch-Partenkirchen. Weitere Partner sind das Institut für Flugführung der TU Braunschweig, die Eberhard-Karls-Universität Tübingen, das Institut für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht und die Dewi UL International GmbH in Wilhelmshaven.

Modellsimulationen mit mesoskaligen Windfeldmodellen wie WRF hatten lange Windabschattungen, sogenannte Wakes, bis zu 100 Kilometer hinter den Offshore-Windparks bei stabiler Luftschichtung mit wärmerer Luft über kälterem Wasser vorhergesagt. Jetzt konnten diese Wakes erstmals mit Flugzeugmessungen in Nabenhöhe hinter den Windparks in der Nordsee bestätigt werden. Die Do 128, das Forschungsflugzeug der TU Braunschweig, machte hierzu in den Jahren 2016 und 2017 insgesamt 41 Messflüge. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift Scientific Reports publiziert.

Die Grafik aus dieser Publikation zeigt die Verringerung der Windgeschwindigkeit bei einem Flug am 10.9.2016. Die schwarze Kurve gibt das Flugmuster an, der Pfeil zeigt die Windrichtung. Man erkennt die verringerte Windgeschwindigkeit im Wake mit blauer Farbe neben der ungestörten Windgeschwindigkeit in Rot links davon.
Die Ergebnisse legen nahe, dass stromab liegende Windparks insbesondere bei stabiler Luftschichtung und bei Windgeschwindigkeiten zwischen der Einschaltgeschwindigkeit und der Nenngeschwindigkeit durch stromauf liegende Windparks im Ertrag beeinträchtigt werden können. (Nicole Weinhold)

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