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Windräder vor untergehender Sonne

Berechnet: Die Grenzen der Windenergie

Windenergie scheint unerschöpflich. Um sie zu nutzen, sind in den vergangenen zwei Jahrzehnten immer neue und größere Windräder wie Pilze aus dem Boden geschossen. Deutsche Forscher haben nun die natürliche Obergrenze des Windenergiepotenzials neu berechnet.

Energie 25.08.2015

Sie liegt bei einer Leistung von gut einem Watt pro Quadratmeter, berichtete ein Team um Axel Kleidon vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Bei diesem Wert trete eine Sättigung ein. Das heißt dann: "Je mehr Windräder ich installiere, umso weniger Strom produziert die einzelne Turbine", sagte Kleidon der Deutschen Presse-Agentur.

Gilt an Land und auf dem Meer

Die Studie:

"Two methods for estimating limits to large-scale wind power generation" von Lee Miller und Kollegen ist am 24. August in den "Proceedings" der US-nationalen Akademie der Wissenschaften ("PNAS") erschienen.

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Der errechnete Maximalwert liegt den Angaben nach deutlich unter Ergebnissen früherer Studien, die von bis zu sieben Watt ausgegangen sind. Diese basierten mitunter nur auf beobachteten Windgeschwindigkeiten, so Kleidon. "Das funktioniert prima für eine einzelne Turbine. Je größer ein Windpark wird, desto wichtiger ist es aber, auch andere Effekte zu berücksichtigen."

So werde der Wind einerseits durch Windräder ausgebremst - sie beeinflussen einander also gegenseitig. Zum anderen müsse berücksichtigt werden, inwieweit die Atmosphäre von oben für Nachschub an Windenergie sorge. Das haben die Wissenschaftler anhand einer 100.000 Quadratkilometer großen Region im windreichen US-Staat Kansas simuliert.

Nach Berechnungen der Forscher kann maximal 26 Prozent der natürlichen Windenergie für Strom genutzt werden, wobei der Wind um 40 Prozent seines natürlichen Wertes verringert wird. Bei einer zweiten Modellberechnung lagen die Werte sogar noch darunter.

Nach Angaben von Kleidon sind die Erkenntnisse auf andere Regionen übertragbar - und wohl auch auf Windparks auf hoher See. Derzeit werde an einer ähnlichen Untersuchung für solche Offshore-Windparks gearbeitet. "Da sehen wir sehr ähnliche Effekte."

science.ORF.at/dpa

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