Eine quasi Weckruf für die verwöhnte Windkraft-Industrie.
Zwei Unternehmen schlagen Alarm, denn ihnen droht viel Geld durch Lappen zu gehen.
Wobei sie es nicht verlieren, sie nehmen es weniger ein.
Es geht um die Abschattung von Windparks durch andere Windparks.
Windmesse.de
Der Ausbau der Offshore-Windenergie in der Nordsee ist ein zentraler Bestandteil der europäischen Energiewende. Doch nun warnen zwei der größten Akteure der Branche vor negativen Auswirkungen: Ørsted und Equinor haben gemeinsam errechnet, dass der geplante 1,5-Gigawatt-Windpark „Outer Dowsing“ erhebliche sogenannte Wake-Verluste verursachen könnte. Dabei handelt es sich um Ertragsverluste, die entstehen, wenn der Wind durch vorgelagerte Windparks abgeschwächt oder verwirbelt wird und dadurch nachgelagerte Anlagen weniger Strom produzieren.
Die Schätzung der beiden Konzerne: Bis zu 361 Millionen Pfund – umgerechnet rund 422 Millionen Euro – könnten ihren bestehenden Windparkprojekten im britischen Teil der Nordsee durch den neuen Windpark langfristig entgehen. Betroffen sind insbesondere die bereits in Betrieb befindlichen Windparks, die auf konstante Windbedingungen angewiesen sind, um ihre geplante Leistung zu erbringen und die Wirtschaftlichkeit zu sichern.
Das Phänomen nennt sich Wake-Effekt und ist es keineswegs neu, wie man im Sciencemediacenter sehen kann, denn der entsprechende Artikel ist aus 2012.
„Die Existenz der Nachläufe von Windturbinen ist seit Jahrzehnten bekannt. Bei kleineren Windturbinen und Windparks an Land wurde ihr lange Zeit keine große Bedeutung zugemessen. Mit der in den letzten Jahren zunehmenden Größe der einzelnen Windturbinen (Multi-MW Anlagen) und größeren Windparks nimmt die Größe und Länge der Nachläufe zu und wird immer relevanter. Darauf habe ich bereits 2010 hingewiesen und ein einfaches Modell entwickelt, mit dem die Länge von Windpark-Nachläufen abgeschätzt werden kann. Dieses Modell zeigt die Abhängigkeit der Länge von Nachläufen von Untergrundrauigkeit und thermischer Schichtung der Luft. Nachläufe von einigen zehn Kilometer Länge werden damit für Offshore-Windparks bei stabiler Schichtung vorhergesagt. Die Arbeitsgruppe von Frau Lundquist hat schon 2012 Simulationsergebnisse mit dem Strömungsmodell WRF vorgelegt, die teilweise noch längere Nachläufe zeigen.“
Auch bei basicthinking wird das Thema behandelt, wenngleich die Einbußen deutlich höher liegen könnten als es die Wissenschaft noch 2012 dachte.
Basierend auf den Ergebnissen ihrer Studie schätzen die Forschenden, dass Offshore-Turbinen sich gegenseitig den Wind wegnehmen. Dadurch verlieren Windparks im Atlantik mehr als 30 Prozent ihrer Leistung. Die Wissenschaftler:innen nennen das den „Wake-Effekt“.
Er tritt auf, wenn der Wind durch die Turbinen strömt und die vorderen oder stromaufwärts gelegenen Turbinen ihm Energie entziehen. Infolgedessen verlangsamt sich die Windgeschwindigkeit hinter den Turbinen. Die Folge: eine geringere Stromerzeugung.
Der Wake-Effekt ist besonders bei Offshore-Windräder ausgeprägt, da dort keine Häuser oder Bäume die Luft verwirbeln. Denn das würde helfen, die Wakes zu zerstreuen. Unter bestimmten Wetterbedingungen können sie zudem bis zu 55 Kilometer weit reichen und auch andere Windparks beeinflussen.
Besonders an heißen Sommertagen, wenn die Luft über der kühlen Meeresoberfläche stabil bleibt, können Wakes länger bestehen und sich weiter ausbreiten.
Im letzten Jahr hatte der mdr einen sehr interessanten Artikel dazu.
Es ist schon interessant, dass an dieses Problem nicht gedacht wurde, als man die Energiewende plante.
Überraschend ist es allerdings nicht.
Eine besondere Herausforderung sieht Axel Kleidon bei Offshore-Anlagen, also jenen auf dem Meer. Diese seien gerade oft erst im Aufbau, viele Windturbinen würden auf relativ wenig Raum geplant. Und das in einer Umgebung, in der laut Martin Dörenkämper die Verluste generell stärker ausgeprägt seien. „Über dem Meer führt die ebenere Oberfläche zu einer konstanteren Windgeschwindigkeitsverteilung mit der Höhe und damit einer beträchtlich weniger turbulenten Windressource als an Onshore-Standorten.“ Soll heißen: Die nahezu ungebremste Windkraft trifft auf die Rotorblätter, sorgt dort für mehr Strom, findet aber im Nachgang durch fehlende Umgebungsturbulenzen und eine entsprechende Durchmischung weniger schnell zu seiner alten Kraft zurück: Die Nachlauf-Effekte sind im Ergebnis langlebiger und über weitere Entfernungen noch spürbar.
Laut Axel Kleidon führt das möglicherweise auf zu einem juristischen Problem, denn je weiter die Strecken, desto eher können sich auch Windparks verschiedener Betreiber den Wind „abgraben“. Umso wichtiger sei es, sich abzustimmen, gerade an Ländergrenzen wie etwa in der Nordsee zwischen Deutschland, Dänemark und den Niederlanden: „Der Schnipsel Nordsee, der von Deutschland verwaltet wird, ist relativ gering. Die Fläche von den Niederlanden und Dänemark sind wesentlich größer. Da wäre es sinnvoll, das zu koordinieren, statt irgendwie das auf nationaler Ebene zu fokussieren. Dass man sagt, wenn man eben 70 Gigawatt ausbauen will in der Nordsee, dass das eben nicht alles im deutschen Sektor stehen muss, sondern es kann auch in der ausschließlichen Wirtschaftszone von Dänemark oder der Niederlande stehen.“
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Scientists reveal hydroclimatic changes on multiple timescales in Central Asia over the past 7,800 years
A recent study published in the PNAS shows that western Central Asia has experienced a long-term drying trend over the past 7,800 years. This discovery, based on the analysis of a stalagmite from the Fergana Valley in Kyrgyzstan, adds a critical piece to the understanding of westerly-influenced hydroclimatic patterns in Central Asia.
Central Asia is among one of the most important arid regions in the world. With the acceleration of global warming, the region faces severe challenges such as accelerated glacier melting, shrinking lakes, and water scarcity. The shrinking of the Aral Sea has been described as „one of the planet’s worst environmental disasters.“
Because of these challenges, understanding the long-term hydroclimatic changes that have occurred throughout Central Asia during the Holocene is essential for predicting future precipitation trends and their potential impacts on social development.
To address these challenges, a collaborative research group led by Prof. Tan Liangcheng from the Institute of Earth Environment of the Chinese Academy of Sciences used multiple proxies (δ18O, δ13C, and Sr/Ca) derived from the stalagmite to reconstruct a precisely dated and highly resolved hydroclimatic record in western Central Asia.
„Our results indicate a long-term drying trend in western Central Asia, which contrasts sharply with the wetter conditions observed in eastern Central Asia,“ said Dr. Tan.
This disparity is attributed to the different responses of winter and summer westerly jets to seasonal changes in solar radiation. Since the Holocene, reduced summer insolation in the Northern Hemisphere has led to a strengthening and southward shift of the summer westerly jet, resulting in a wetter trend in summer precipitation-dominated eastern Central Asia.
Conversely, in the winter precipitation-dominated western Central Asia, influenced by increased winter insolation in the Northern Hemisphere, the winter westerly jet stream shifted northward, accompanied by temperature rises, reducing Mediterranean storm activity and thus decreasing water vapor transport to Central Asia, leading to reduced winter precipitation and snowfall.
„This implies that the vast region may face a further reduction in precipitation with the continued increase in winter solar radiation and global warming,“ said Dr. Tan.
Furthermore, the researchers found significant quasi-periods of 1,400 years, 50–70 years, and 20–30 years that may be related to North Atlantic climate variability, indicating broader climatic connectivity. In particular, the identified centennial- to decadal-scale droughts and pluvial periods could have profound impacts on the regional societies and trans-Eurasian cultural exchange. For example, a severe drought about 5,180–5,820 years ago hindered the expansion of Central Asian culture and delayed the cultural development along the prehistoric Silk Road oasis route.
After the great drought disaster, the gradual recovery of precipitation promoted the prosperity of the Bronze Age civilization in Central Asia, marked by the rise of the Bactria-Margiana Archaeological Complex. In addition, the expansion of the Persian Empire (550 B.C. to 330 B.C.) corresponded well with the pluvial period in the vast region in 2,360 to 2,500 years ago.
Experts in the field assert that the comprehensive climate sequences uncovered in this study provide unprecedented temporal resolution and shed light on the complex climate dynamics of Central Asia. This discovery not only deepens our understanding of the regional hydroclimate history, but also improves the projections of how future climate change will affect this ecologically sensitive area.
Paper: Liangcheng Tan et al, Hydroclimatic changes on multiple timescales since 7800 y BP in the winter precipitation–dominated Central Asia, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2321645121