Turbulente Winde - wissenschaft.de
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Turbulente Winde

Windfarm
(Bild: Stony Brook University)

Zu sehen sind hier die Windströmungen und Turbulenzen, die innerhalb einer Offshore-Windanlage auftreten. Blau erscheinen die langsameren Wirbelfelder hinter den einzelnen Turbinen, rot die schnelleren Windströme. Diese Strömungen haben einen entscheidenden Einfluss darauf, wie hoch der Ertrag einer Windfarm ist.

Offshore-Windfarmen gelten als wichtige Komponente einer Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien. Denn die auf dem offenen Meer platzierten Anlagen bringen wegen des stetiger wehenden Windes mehr Stromertrag und können zudem größer dimensioniert sein. Doch wie effizient die Windturbinen Strom produzieren, hängt auch von ihrer richtigen Platzierung ab.

Die Ausrichtung der Reihen und der Abstand der einzelnen Turbinen bestimmt mit, wie sie das Windfeld im Inneren der Offshore-Anlage beeinflussen. So können die Turbulenzen im Lee einer Windturbine die Leistung einer in diesem Wirbelfeld stehenden zweiten Turbine erheblich schmälern. Der richtige Abstand ist daher wesentlich.

Allerdings: Das Strömungsverhalten des Windes durch eine solche Anlage ist komplex. Wenn man seine Veränderungen in Abhängigkeit von bestimmten Einflussfaktoren im Detail untersuchen möchte, benötigt man die Rechenkraft von Supercomputern. Genau diese nutzten aktuell ein Team von US-Forschern, um die Windströmungen in On- und Offshore Windanlagen hochaufgelöst zu simulieren.

Diese Grafik zeigt das Ergebnis einer dieser Simulationen. Dargestellt sind die Windgeschwindigkeit und Turbulenzen des Windes in einer Offshore-Windanlage. Gut zu erkennen ist der Bremseffekt der einzelnen Turbinen, die die Windgeschwindigkeit in ihrem Lee stark herabsetzen – hier in blau zu sehen. Rote Stellen kennzeichnen dagegen Bereiche hoher Windgeschwindigkeiten.

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