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Verstärkter Windenergieausbau reduziert Windenergieausbeute

Rund 25.000 Windturbinen produzierten Ende 2014 Energie in Deutschland. Das geht aus Zahlen des Bundesverbands WindEnergie (BWE) hervor. Aber was passiert, wenn immer mehr Turbinen dem Wind immer mehr Energie entziehen? Eine Studie einer internationalen Forschergruppe unter Führung des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biogeochemie in Jena hat hierauf eine Antwort gefunden. Die Studie, die Ende August im Fachjournal der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht wurde, zeigt einen starken Bremseffekt, der die Energieerzeugung von großen Windparks erheblich reduziert.

Die Forscher arbeiteten mit einem hochkomplexen Simulationsmodell, welches regelmäßig in der Wettervorhersage benutzt wird. In dieses bauten sie erstmalig Windparks und deren Auswirkungen ein. Dieses Modell wendeten sie dann für den mittleren Westen der USA an, eine der windigsten Regionen an Land. Dr. Lee Miller, Erstautor und Wissenschaftler am MPI, schreibt: „Wenn wir nur ein paar Windturbinen berücksichtigen, finden wir, was wir erwarten: mehr Turbinen erzeugen mehr Strom. Sobald wir sehr viel mehr Turbinen einführen, zeigt sich aber, dass die Windgeschwindigkeit zunehmend reduziert wird und jede Turbine weniger Energie erzeugt.” Dieses Ausbremsen des Windes führt dazu, dass nach Berechnungen der Forscher maximal etwa 1 Watt pro Quadratmeter in dieser Region erzeugt werden kann. Diese Energieausbeute liegt deutlich unter früheren Abschätzungen, die diesen Bremseffekt nicht berücksichtigten.

Dr. Axel Kleidon, Leiter der Forschungsgruppe am MPI, erklärt diese Begrenzung der Erzeugung von Windenergie durch physikalische Betrachtungen. Die Atmosphäre treibe die Winde nahe der Oberfläche mit erstaunlich wenig Energie an. Je mehr Windturbinen diese Energie entzögen, umso mehr werde der Wind daher gebremst. Die Kombination dieser beiden Effekte führe dazu, dass Windturbinen in großen Windparks erheblich weniger Energie erzeugen könnten als eine isoliert stehende Turbine. Allerdings operierten die bisher errichteten Windparks wahrscheinlich deutlich unter dieser Grenze. Beim weiteren Ausbau der Windenergie im Zuge der Energiewende könne die Grenze in Zukunft aber durchaus erreicht werden.

 

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