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Erneuerbare Energien

Große Windfarmen stehen sich selbst im Weg

Wie viele Windräder kann man aufstellen, bevor sie sich gegenseitig den Wind nehmen?
Ein Windpark mit Windrädern

Windräder entziehen dem Wind Energie und speisen sie ins Stromnetz ein. Das bedeutet auf der anderen Seite, dass der Wind an Kraft verliert – doch wie wichtig ist das in der Praxis? Für ausgedehnte Windfarmen spielt der Effekt eine Rolle, wie eine internationale Arbeitsgruppe um zwei Forscher von der University of Kansas nun berechnet hat. Durch den bremsenden Effekt der Anlagen werden zusätzliche Generatoren immer ineffektiver, schreiben die Atmosphärenforscher Nate Brunsell und David Mechem in ihrer Arbeit. Das mit Windkraftanlagen erreichbare Limit sei deswegen etwa ein Megawatt pro Quadratkilometer, weit weniger als bisher vermutet. Allerdings gestehen sie ein, dass keine bisher gebaute oder geplante Windkraftanlage auch nur annähernd so groß ist, dass der Effekt relevant wird. Trotzdem sei er für den Vergleich verschiedener Energieformen wichtig.

Wie viel Energie Windfarmen den atmosphärischen Strömungen entnehmen können, hängt erheblich davon ab, wie effektiv Energie aus höheren Strömungen Richtung Boden fließt. Das Forscherteam verwendete ein Modell, das vertikale Windgeschwindigkeiten auf der Basis von Bodeninteraktionen abschätzt, und verglich es mit einem Programm zur regionalen Wettervorhersage. Dabei fand die Gruppe einige aufschlussreiche Differenzen. So sagt das klassische Wettermodell nachts im untersuchten Zeitraum eine wesentlich größere Energieausbeute voraus, weil es die Interaktion der Windturbinen mit regional typischen Windsystemen unterschätzt. Das vertikale Strömungsmodell erfasse jene Effekte besser, schreiben die Autoren. Allerdings liegt dieses noch um einen deutlichen Betrag daneben.

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