Grenzen der Windkraft: Windräder bremsen sich gegenseitig aus

Der Wind ist eine enorme Energiequelle, doch seine Nutzung für die Stromproduktion hat natürliche Grenzen. Werden viele Windräder nah beieinander aufgestellt, bremst das den Wind deutlich ab, sodass die einzelnen Turbinen weniger Strom liefern, berichten Forscher des Jenaer Max-Planck-Instituts für Biogeochemie im Fachblatt „PNAS“. Sie haben die Windverhältnisse in einem 10 000 Quadratkilometer großen Gebiet im US-Bundesstaat Kansas simuliert und untersucht, welchen Einfluss Windkraftanlagen auf die Luftströmungen hatten.

Bisher errichtete Windparks sollen noch unter der Grenze sein

Demnach lässt sich in der untersuchten Gegend nur eine elektrische Leistung von gut einem Watt pro Quadratmeter gewinnen. Dieser Wert liegt den Angaben zufolge deutlich unter Ergebnissen früherer Studien, die von bis zu sieben Watt ausgegangen sind. Sie basierten mitunter nur auf beobachteten Windgeschwindigkeiten, sagt der Forschungsgruppenleiter Axel Kleidon. „Das funktioniert prima für eine einzelne Turbine. Je größer ein Windpark wird, desto wichtiger ist es aber, auch andere Effekte zu berücksichtigen.“ So werde der Wind einerseits durch Windräder ausgebremst. Zum anderen müsse berücksichtigt werden, inwieweit die Atmosphäre von oben für Nachschub an Windenergie sorge. Laut den Berechnungen der Forscher kann maximal 26 Prozent der natürlichen Windenergie in Strom umgewandelt werden.

Kleidon zufolge sind die Erkenntnisse auf andere Regionen übertragbar, vermutlich auch auf Windparks auf hoher See. Derzeit werde an einer Untersuchung für solche Offshore-Windparks gearbeitet. „Da sehen wir sehr ähnliche Effekte.“ Er betont jedoch, dass die bisher errichteten Windparks wahrscheinlich deutlich unter dem Grenzwert operieren, den er und seine Kollegen ermittelt haben. Allerdings könnte dieser beim weiteren Ausbau der Windparks im Zuge der Energiewende in Zukunft erreicht werden.

14 Prozent der Fläche Deutschlands für Windparks geeignet

Unter allen erneuerbaren Energiequellen steht Windstrom in Deutschland auf Platz 1. Gut neun Prozent der Bruttostromerzeugung stammten 2014 hierzulande aus der Nutzung des Windes. Doch es gibt nur begrenzt Flächen, die für Windkraftanlagen genutzt werden können. Das Umweltbundesamt bezifferte sie 2013 auf 49 400 Quadratkilometer, das sind knapp 14 Prozent der Landesfläche. (dpa/Tsp)