Am gemeinsamen Forschungszentrum Forwind der Universitäten von Bremen, Hannover und Oldenburg untersucht die Branche schon lange, wie die Verwirbelungen hinter Windenergieanlagen den Betrieb der in der Luftströmung folgenden nächsten Turbinen stören. Zudem simulieren sie, wie Anpassungen in der Windparksteuerungen diese Nachläufe reduzieren könnten. Nun wollen Forscher des Fraunhofer-Instituts Iwes in Oldenburg auch herausfinden, wie um den Wind konkurrierende sehr große Windparks sich ähnlich einem Orchester mit dem besten Gesamtergebnis aufeinander abgestimmt dirigieren lassen. Sie arbeiten im bis April 2026 mit 2,9 Millionen Euro geförderten Forschungsprojekt C2-Wakes mit. Die Aufgabenstellung lautet, auch unter den in der deutschen Nordsee zu erwartenden künftigen Abschattungen die beste Gesamterzeugung zu erreichen.
Projektkoordinator ist der Fraunhofer-Iwes-Gruppenleiter für Numerische Ertrags- und Standortanalyse, Martin Dörenkämper. Die ersten Ergebnisse zeigten, sagt Dörenkämper, dass die Betreiber in der Deutschen Bucht „nicht so viel aus einem Windpark herausholen können“, um „langfristig großräumige Nachlaufeffekte reduzieren“ zu können. Das Problem drängt, wie die jüngste deutsche Offshore-Windenergie-Ausschreibung belegt: Auf allen drei neu ausgeschriebenen Flächen steht nur eine in Volllaststunden umgerechnete langfristige Auslastung der Windparks in Aussicht von weniger als 2.500 Volllaststunden im Jahr – im Vergleich zu vor Jahren noch für die Nordsee erwarteten 4.000 bis 4.500. Das zweite von Dörenkämpers Team ermittelte Ergebnis könnte das Potenzial wieder vergrößern lassen. Simulationen und Berechnungen zeigten, dass Windturbinen mit sehr unterschiedlichen Nabenhöhen in einem Anlagenpark die Windschattenwirkung reduzierten.
Hinzu komme andererseits aber sogar ein Energie-vermehrender Mischeffekt, erklärt Dörenkämper: Sehr hohe, große Turbinen könnten energiereiche frische Windströmungen in untere Luftetagen hineinmischen. Dafür müssten die Investoren auf den bisherigen Vorteil der Meereswindparks verzichten: Bisher lassen diese anders als an Land die Rotorblattspitzen einheitlich nur 20 bis 30 Meter über der Wasseroberfläche durchziehen. Weil auf der hindernisfreien See besonders gute lineare Windströmungen vorherrschen, können sie diese anders als an Land im Tiefflug gut ernten. Leisteten sich Windparkinvestoren aber auch auf See in Teilen nun höhere Türme lasse sich das Erntepotenzial „strömungsphysikalisch“ aufbessern. „Erste Hinweise hierauf sind vielversprechend“. Ein regulatorisches Problem würde auf die Politik zurückfallen, räumt Dörenkämper ein: „Sie müsste es regeln, dass Windparkbetreiber für die Gesamternte auf Erträge teils verzichten.“
