Forscher wollen Windfarmen effizienter machen
Forscher haben ein Modell entwickelt, das helfen soll, große Windfarmen effizienter zu machen. Denn dort stehen viele Turbinen, die eigentlich darauf ausgelegt sind, alleinstehend möglichst effizient zu sein.
31.10.2018
„Diese Turbinen sind heute sehr gut darin, Strom aus Wind zu ziehen, aber sie bilden auch große Windschatten“, warnt Paolo Luzzatto-Fegiz, Professor für Maschinentechnik an der University of California, Santa Barbara. Der Schlüssel zu effizienteren Windfarmen ist den Modellen zufolge also, den Windfluss zu optimieren.
Wenn Windräder Strom erzeugen, entziehen sie dem Wind Energie, er wird also schwächer. In großen Anlagen, wo hunderte Turbinen auf engem Raum stehen, kann das dazu führen, dass manche Windräder aufgrund der anderen Turbinen nur relativ schwachen Wind abbekommen - ihr Potenzial gar nicht voll ausschöpfen können. "Es geht also nicht darum, mehr Turbinen aufzustellen, da sich irgendwann abnehmende Erträge einstellen", sagt Luzzatto-Fegiz. Der pro Turbine erzeugte Strom werde dann weniger.
Die Modelle, die der Forscher mit einem Kollegen von der Universität Cambridge erstellt hat, zeigen aber, dass es möglich sein sollte, das Problem abnehmender Erträge zu umgehen. Es sei demnach vorstellbar, dass geeignete Verbesserungen die Energieproduktion von Windfarmen um Größenordnungen steigern. Der Schlüssel dazu wäre, sicherzustellen, dass alle Windräder auch wirklich schnellen Wind abbekommen - wofür die Modelle verschiedenen Ansätze liefern.
Windmischung bringt die Lösung
Sehr viel zu gewinnen wäre demnach, wenn es gelänge, den Windfluss im Windschatten von Turbinen mit dem wesentlich schnelleren Wind über den Turbinen zu mischen. Wenn es gelänge, ein Gadget zu entwickeln, das hier eine schnelle Durchmischung sicherstellt, würde das laut Luzzatto-Fegiz gewaltige Verbesserungen bei der Ausbeute ermöglichen. Eine wirklich konkrete Idee, wie solch ein Gadget aussehen könnte, liefert das Modell aber zunächst nicht.
Praxisnäher ist daher der Vorschlag, für große Anlagen stärker auf vertikal rotierende Turbinen zu setzen. "Die sind für sich genommen normalerweise nicht so leistungsfähig, aber sie können im Prinzip eine viel stärkere Durchmischung im Windschatten bedingen", erklärt der Maschinentechniker. Er betont, dass andere Forscher bereits gezeigt hätten, dass gegenläufig rotierende Vertikalturbinen hier besonders vielversprechend sind.
Die Forscher sind jedenfalls überzeugt, dass ihr Modell dabei helfen wird, Windfarmen zu optimieren. Wenn an einem Standort weniger Turbinen für beste Effizienz ausreichen, würde das eine Anlage auch günstiger machen. Zudem könnten die Modelle Lösungen ermöglichen, die örtliche Gegebenheiten wie Terrain oder Wettermuster besser berücksichtigen.
