Je höher das Windrad, desto besser
Hereon-Forscher haben herausgefunden: Große Windräder der neuen Generation haben weniger Einfluss sowohl auf die Meeresoberfläche als auch auf benachbarte Windparks.
Windparks auf der Nordsee können sich gegenseitig ausbremsen und zudem das Leben im Meer beeinträchtigen. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Heron haben jetzt herausgefunden, dass sich diese Effekte mit dem künftigen Ausbau der Offshore-Windenergie nicht unbedingt verstärken müssen. Im Gegenteil: Der Trend geht zu immer höheren Windrädern, deren Einfluss auf den Ozean offensichtlich geringer ist. Das kann die Meereslebensräume entlasten und zugleich die Stromausbeute erhöhen.
Dass Windparks ihre Umgebung beeinflussen, liegt daran, dass durch die Drehbewegung der Rotoren Luft verwirbelt wird. Dadurch treten hinter einem Windpark Turbulenzen auf. Außerdem ist dort die Windgeschwindigkeit geringer. Für einen Windpark, der hinter einem anderen liegt, bedeutet das eine geringere Stromausbeute. Wie Dr. Naveed Akhtar und seine Kollegen schon vor zwei Jahren in einem Fachartikel beschrieben haben, beeinflussen Windanlagen auch das Leben im Meer.
Durch Modellrechnungen am Computer konnten sie zeigen, dass vor allem das Wachstum von Planktonalgen verändert wird. Hinter einem Windpark kann es um bis zu zehn Prozent geringer als in anderen Meeresgebieten sein. Die Ursache ist der abnehmende Wind und die erhöhte Turbulenz hinter den Windenergieanlagen. Die übertragene Energie in den Ozean nimmt in diesen Regionen durch die Verringerung der Windgeschwindigkeit ab. Durch die räumlich ungleichförmigen Windfelder in der Nähe der Wasseroberfläche werden zudem Ausgleichsbewegungen im Ozean erzeugt, die zu Vertikaltransporten- sogenanntes Up- und Downwelling führen und die Planktonproduktion entweder verstärken oder verringern können.
Die aktuelle Studie der Hereon-Forscher ist besonders, weil sie die Situation für die gesamte Nordsee darstellt. „Für gewöhnlich wird bei derartigen Berechnungen lediglich der Einfluss einzelner Windräder oder nur eines Windparks berücksichtigt“, sagt Dr. Naveed Akhtar. „Angesichts des starken Ausbaus in weiten Bereichen der Nordsee muss man aber das gesamte Gebiet betrachten. Windparks haben eine Fernwirkung, die 60 bis 70 Kilometer weit reichen kann. Um all das zu erfassen, muss man die ganze Nordsee im Blick haben.“ (Quelle: Hereon Pressemitteilung)
Lesen Sie die komplette Hereon Pressemitteilung:
==> Je höher das Windrad, desto besser
==> Beitrag im NDR Schleswig-Holstein Magazin (ab Min. 11:14)
==> Sollten Offshore-Windparks in die Höhe wachsen? (FOCUS online)
Akhtar, N., Geyer, B., & Schrum, C. (2024): Larger wind turbines as a solution to reduce environmental impacts. Sci Rep 14, 6608 (2024), doi:10.1038/s41598-024-56731-w
Abstract:
The EU aims for carbon neutrality by 2050, focusing on offshore wind energy. Investments in North Sea wind farms, with optimal wind resources, play a crucial role. We employed a high-resolution regional climate model, which incorporates a wind farm parametrization, to investigate and address potential mitigating impacts of large wind farms on power generation and air-sea fluxes. Specifically, we examined the effects of replacing 5 MW turbines with larger 15 MW turbines while maintaining total capacity. Our study found that substituting 15 MW turbines increases the capacity factor by 2–3%, enhancing efficiency. However, these turbines exhibit a slightly smaller impact on 10 m wind speed (1.2–1.5%) and near-surface kinetic energy (0.1–0.2%), leading to reduced effects on sea surface heat fluxes compared to 5 MW turbines. This was confirmed by a stronger reduction in net heat flux of about 0.6–1.3% in simulations with 5 MW compared to 15 MW wind turbines. Air-sea fluxes influence ocean dynamics and marine ecosystems; therefore, minimizing these impacts is crucial. Overall, deploying 15 MW turbines in offshore wind farms may offer advantages for ocean dynamics and marine ecosystems, supporting the EU’s carbon–neutral objectives.
