Erstmals Folgen von Windschatten durch Windparks berechnet

„Generell halten wir die Studie für interessant und potenziell auch relevant für Deutschland (onshore, aber insbesondere auch offshore). Jedoch ist es in Deutschland generell so, dass Onshore-Windparks zum einen kleiner sind und es hier mittlerweile auch mehrere Jahrzehnte Erfahrung in der Beeinflussung von Windparks untereinander gibt.“

„Offshore werden die Windparks auch in Deutschland in Form von großen Windparkclustern gebaut, zwischen denen dann üblicherweise Distanzen von einigen 10 Kilometern sind. Lange Nachläufe von 50 Kilometern und teilweise mehr wurden aus Satellitendaten schon öfters vermessen und auch numerische Modelle (Studien, die in Oldenburg von uns durchgeführt wurden [4]) deuten unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen darauf hin. Wie stark diese sehr langen Nachläufe sich jedoch im Bezug auf den Gesamtertrag der Windparks über mehrere Jahre oder Jahrzehnte auswirken, ist Gegenstand aktueller Forschung auch in Deutschland. Belastbare Aussagen mit realistischen Annahmen gibt es dazu unseres Wissens nach noch nicht.“

„Relevanz hätte das in Europa insbesondere entlang der Landesgrenzen on-, wie auch offshore, da die Planung des Aufbaus Sache des jeweiligen Landes ist.“

„Die Arbeit von Lundquist et al. (Primärquelle) ist korrekt und wichtig. Sie basiert unter anderem auch auf den von uns in WIPAFF („WIndPArk FernFelder“) erzielten Ergebnissen [1, Anm.7] . Zudem wurde auch die bei ihr unter Nr. 46 zitierte Arbeit von meinem Doktoranden Simon Siedersleben im Rahmen von WIPAFF am KIT erbracht.“

„Die Arbeit der US-Forscher geht einen wichtigen Schritt weiter als bisherige Arbeiten, in dem sie die wirtschaftliche Auswirkung von Nachläufen für Windparkbetreiber abschätzt, die im Schatten bestehender oder später errichteter Windparks arbeiten müssen. Schließlich analysiert sie noch die rechtliche Situation, ob sich ein Windparkbetreiber eine solche Abschattung gefallen lassen muss. Solche Analysen lagen bisher nicht vor.“

„Die gefundenen finanziellen Einbußen können als Indiz für die Größe der Auswirkungen von Nachläufen auch für deutsche Windparks genommen werden. Allerdings müsste jede Kombination von Windparks separat durchgerechnet werden, da Größe und Abstand der Windparks voneinander und das lokale Windklima eine wichtige Rolle spielen. Die rechtliche Situation in Deutschland müsste von hierfür spezialisierten Juristen beurteilt werden.“

„Die Arbeit von Lundquist et al. (2018) hat vor allem für den weiteren Ausbau der Offshore-Windparks auch für Deutschland Bedeutung. Trotz der logistischen Randbedingungen in der Nordsee (Wassertiefen, Stromtransport an Land, Schifffahrtsstraßen, Naturschutzgebiete, etc.) sollte man versuchen, die Abstände zwischen den einzelnen Windparks in der Nordsee zu vergrößern, um die gegenseitige Abschattung möglichst gering zu halten. Auch um spätere juristische Streitigkeiten zu vermeiden, sollten die derzeit in der Planung benutzten Nachlauf-Modelle der Windkraftindustrie auf den neuesten Stand gebracht werden.“

„Die Arbeiten an der Aktualisierung dieser Nachlauf-Modelle für die Windkraftindustrie hat unser Partner UL International GmbH in WIPAFF bereits begonnen. Die bisher in WIPAFF durchgeführten Flugzeugmessungen und Modellaktualisierungen sind aber nur ein Anfang. Daher hat das WIPAFF- Konsortium zusammen mit zwei weiteren Partnern den Förderstellen einen Nachfolge-Antrag vorgelegt, um diese Arbeiten auf eine breitere Datenbasis zu stellen und die Nachlauf-Modelle noch belastbarer zu machen. Dazu sollen ganze Cluster von Windparks in der Nordsee in den Fokus genommen werden. Die Arbeit Lundquist et al. (2018) kommt genau zur rechten Zeit und bestätigt die Notwendigkeit der Forschungsarbeiten, wie wir sie jetzt beantragt haben.“

Zusätzliche Hintergrundinformationen
„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 [2]. 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 [3].“

„Wegen der Wichtigkeit dieser Frage für den weiteren Ausbau der Windkraftnutzung in Deutschland fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Forschungsarbeiten zu Nachläufen im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms. Hierzu gehört auch das von mir geleitete Verbundforschungsvorhaben WIPAFF („WIndPArk FernFelder“, Förderkennzeichen 0325783, Laufzeit Nov. 2015 bis April 2019), das sich mit der Messung und Modellierung von Nachläufen der Offshore- Windparks in der deutschen Nordsee befasst. An diesem vom KIT geleiteten Verbundvorhaben sind auch die TU Braunschweig, die Uni Tübingen, das Helmholtz-Zentrum Geesthacht und die UL International GmbH in Wilhelmshaven beteiligt. Flugzeugmessungen der TU Braunschweig im Rahmen von WIPAFF hinter großen Nordsee-Windparks haben 2016 und 2017 erstmals den Beweis erbracht, dass die von den zuvor genannten Modellen prognostizierten langen Nachläufe wirklich vorhanden sind. Das wurde von uns im Februar 2018 publiziert [1] und diese Arbeit wird auch in Lundquist et al. (2018) als Nr. 7 zitiert. Genau auf diesen Messungen im Rahmen von WIPAFF basiert die gleich im ersten Absatz von Lundquist et al. (2018) genannte Länge von Nachläufen von 45 km.“