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Astronomie|Physik Erde|Umwelt

Turbulenzen um Windräder

Windräder können die Luft am Boden trockener und wärmer machen und die Windgeschwindigkeit in Bodennähe erhöhen. Das haben amerikanische Wissenschaftler entdeckt. Diese Effekte lassen sich aber durch Rotoren vermeiden, die weniger Turbulenzen erzeugen, schreiben Somnath Baidya Roy von der Princeton University und seine Kollegen in der Zeitschrift Journal of Geophysical Research-Atmospheres (Bd. 109, 10.1029/2004JD004763).

Windenergie ist in den letzten Monaten in die Diskussion geraten. Die Windräder verschandelten die Landschaft, machten zuviel Lärm und seien eine Todesfalle für Vögel, ließen Kritiker verlauten. Die Forscher um Baidya untersuchten jetzt mithilfe einer Computersimulation erstmals, welchen Einfluss Windfarmen auf Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Verdunstung am Boden haben. Dabei testeten sie ein Feld aus 10.000 hundert Meter hohen Windrädern mit einer Rotorlänge von 50 Metern, die in einem Quadrat jeweils im Abstand von einem Kilometer angeordnet waren. Solche Windräder seien zwar etwas größer als derzeit gebräuchliche, aber für die Zukunft zu erwarten.

Die simulierte Windfarm sollte sich in den Great Plains im Zentrum der USA befinden. Dabei nahmen die Forscher zwei verschiedene Fälle an: Im ersten Fall modellierten sie die Windräder lediglich als Energiesenke, im zweiten Fall erzeugten die Windräder zusätzlich Turbulenzen im Windschatten.

Baidya und seine Kollegen stellten fest, dass vor allem die Windfarm mit Turbulenzen merkliche Effekte hervorrief. Die Windräder durchmischten die Luft, so dass im Durchschnitt trockenere und wärmere Luft in Bodennähe gelangte. Dieser Effekt war in den Morgenstunden besonders stark, weil sich dann in den Great Plains auf der Höhe der Rotoren eine stärkere Luftströmung ausbildet. Die stabile Schichtung der Luft um diese Zeit wird durch die Rotoren dann durchbrochen. Wie die Forscher schreiben, wirkte sich diese Veränderung aber kaum auf die Verdunstungsrate am Boden aus.

Den Ergebnissen von Baidya und Kollegen zufolge vermindert sich die Windgeschwindigkeit durch die Turbulenz, die die Windräder selbst erzeugen. Eine effizientere Bauweise der Rotoren, die Turbulenzen verhindert, könnte daher nicht nur die meteorologischen Auswirkungen reduzieren, sondern auch den Wirkungsgrad der Windräder steigern.

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