Mehr Strom aus Windparks durch Räderplatzierung
Stellung zur Luftströmung von Windrädern in zweiter Reihe wichtig.
Ohne großen Aufwand lässt sich die Stromerzeugung von Windparks an Land und auf dem Meer um bis zu 47 Prozent erhöhen. Und zwar mit einer kurios erscheinenden Aktion. Die Generatoren, die – in Windrichtung gesehen – in der zweiten und den darauffolgenden Reihen stehen, müssen ein wenig aus der Windrichtung gedreht werden. Das haben Forscher von der Stanford University herausgefunden.
Wartungs- und Reparaturkosten sinken
Eine einzelne Windmühle produziert den meisten Strom, wenn sie direkt auf den Wind ausgerichtet ist. Das ist eine Selbstverständlichkeit. In Windparks produzieren nur die Windräder, die ganz vorn stehen, optimal viel Strom. Die Dahinterstehenden müssen sich mit Wind zufriedengeben, der von den ersten verwirbelt wird, sodass er nicht mehr senkrecht auftritt. Das ähnele dem Effekt von Wellen, die ein vorausfahrendes Boot wirft, sagen die Forscher. Das hinterherfahrende Boot werde dadurch abgebremst.
Wenn die hinteren Generatoren nicht senkrecht zum Wind ausgerichtet werden, produzieren sie nicht nur mehr Strom. Auch die Wartungs- und Reparaturkosten sinken, weil die Belastung der Blätter gleichmäßiger sei, so die Forscher. „Um die globalen Ziele zur Nutzung von erneuerbaren Energien zu erreichen, müssen wir auch Wege finden, aus den vorhandenen Windparks mehr Strom herauszuholen“, sagt John Dabiri, Professor für Umwelttechnik und Mechanik an der Stanford University. „Wir dürfen nicht die einzelnen Windgeneratoren betrachten, sondern Windparks in ihrer Gesamtheit“, so seine Forderung.
Turbulenzen bremsen Mühlen in den hinteren Reihen
Turbulenzen können die Stromerzeugung von Turbinen in den hinteren Reihen um mehr als 40 Prozent reduzieren, haben die Forscher festgestellt. Das Team um Dabiri entwickelte ein Simulationsprogramm, mit dem es die optimale Ausrichtung jeder einzelnen Mühle in Abhängigkeit von der jeweiligen Windrichtung festlegte.
Tests an einem Windparkt in der kanadischen Provinz Alberta zeigten, dass die Simulation richtig lag. Bei schwachem Wind verbesserte sich die gesamte Stromausbeute um stolze 47 Prozent. Bei durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten waren es noch sieben bis 13 Prozent. Warum die Stromerzeugung vor allem in der Nacht höher lag, können sich die Forscher nicht erklären, nehmen es aber mit Freude zur Kenntnis. Das sei eine gewisse Kompensation für den Ausfall von Solarstrom.
