Bremsen Windräder Stürme?

Bäume unter Windrädern (Grafik: Thinkstock)

Der Herbst ist da! Der 23. September markiert den kalendarische Herbstanfang. Der typisch stürmische Wind dieser Jahreszeit bringt nun die Windkraftanlagen auf Hochtouren. Doch, wenn die Rotoren der strömenden Luft Energie entnehmen, bedeutet das dann, dass sie die Geschwindigkeit des Windes bremsen und Stürme sogar abschwächen können? Diese Frage hat uns Moritz B. aus München gestellt. Vielen Dank dafür!

Die Antwort weiß Oliver Bischoff vom Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart: "Ja, prinzipiell bremsen Windkraftanlagen den Wind tatsächlich. Denn eigentlich funktioniert ein Windrad umgekehrt wie ein Ventilator", sag Bischoff: "Elekrische Energie treibt einen Ventilator an, damit er Luft in Bewegung versetzt - beim Windrad ist es genau umgekehrt". Die Rotorblätter nehmen der Luft einen Teil ihrer Geschwindigkeit weg und wandeln sie in Drehbewegung um. Ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo entsteht daraus dann die elektrische Energie.

Ein optimales Windrad zur Stromerzeugung kann dem Wind rund 59 Prozent seiner Energie entziehen. Dadurch ist die Windgeschwindigkeit hinter einer Windkraftanlage durch den Bremseffekt deutlich geringer als davor, sagt der Experte. Deshalb kann man Windräder in einem Windpark auch nicht beliebig verteilt aufstellen. Die Menge an geernteter Energie steigt nur so lange proportional zur Anzahl der Turbinen, bis ein Sättigungspunkt erreicht ist. Jenseits davon können zusätzliche Rotoren die Leistung nicht mehr erhöhen.

Klimatische Effekte sind gering

Der bremsende Einfluss von Windkraftanlagen auf den Wind ist gesamt betrachtet allerdings relativ gering, denn der Effekt gilt immer nur für genau das Luftvolumen, das durch das Windrad strömt. Nach einer Distanz vom neunfachen des Rotordurchmessers sind etwa 90 Prozent des bremsenden Einflusses bereits wieder ausgeglichen. Die Summe vieler Hindernisse hat aber durchaus eine Wirkung, denn auch Berge und Wälder bremsen ja den Wind. Über Land verliert ein Sturm deshalb immer mehr an Geschwindigkeit und einen kleinen Teil dazu tragen auch Windkraftanlagen bei.

Die Rechnung, je größer der Sturm, desto mehr Energie produzieren die Windkraftanlagen geht übrigens nicht auf: Bei sehr starken Windgeschwindigkeiten werden Windkraftanlagen durch mechanische Bremsen zum Stillstand gebracht oder die Rotorblätter aus dem Wind gedreht, um Schäden zu vermeiden.

Ob sich die Effekte von Windkraftanlagen eigentlich klimatisch bemerkbar machen, haben französische Forscher kürzlich untersucht. Ihr beruhigendes Fazit: Selbst wenn sich die installierte Leistung der Windanlagen bis 2020 verdoppeln sollte, wird der Effekt auf Niederschläge und Temperaturen minimal sein. Die Effekte durch Veränderungen seien geringer als die normale jährliche Schwankungsbreite, sagen Robert Vautard vom Labor für Klima- und Umweltforschung im französischen Gif-sur-Yvette und seine Kollegen.

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