Küstenforschung

Windparks erzeugen lange Wirbelschleppen

Wirbelschleppen hinter Offshore-Windparks entstehen, weil diese als Hindernis den Wind bremsen und ihm Energie entziehen. Ein Forschungsteam aus dem Verbundprojekt WIPAFF hat erstmals direkt das großräumige Windfeld hinter Offshore-Windparks in der Deutschen Bucht gemessen. Hierzu hat die Universität Tübingen eine Pressemitteilung herausgegeben:

Screenshot uni-tuebingen.de

„… In den vergangenen Jahren wurden Offshore-Anlagen in der Deutschen Bucht großflächig ausgebaut. Deshalb gab es nun erstmals die Möglichkeit, die Nachlaufeffekte von Windparks, die bereits in Modellen und anhand von Satellitenbildern vorhergesagt wurden, direkt experimentell und quantitativ zu bestätigen. Beteiligt waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Tübingen, vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie in Garmisch-Partenkirchen, der Technischen Universität Braunschweig (Institut für Flugführung), des Helmholtz-Zentrums Geesthacht, HZG (Institut für Küstenforschung) und der UL DEWI – UL International GmbH. In 41 Flügen mit dem Messflugzeug DO-128 der Universität Braunschweig erhoben sie Windgeschwindigkeit und Turbulenz über der Deutschen Bucht. …

Die neuen Messungen sind ein wichtiger Schritt in dem großangelegten Forschungsprojekt WIPAFF (WInd PArk Far Field), das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird. Die Verbundpartner analysieren erstmals die Fernfelder von Nachläufen ‒ zwischen zehn und 100 Kilometer hinter Windparks ‒ mit bodengestützten Beobachtungen sowie Satelliten- und Flugzeugmessungen. Darüber hinaus überprüfen und erweitern sie Windfeldmodelle und analytische Windparkmodelle und untersuchen die Auswirkungen des fortschreitenden Ausbaus der Windkraftnutzung in der Nordsee quantitativ. Daraus werden Werkzeuge entwickelt, mit denen der weitere Ausbau der Windkraftnutzung in der Nordsee begleitet und optimiert werden kann. …“ (Quelle: Pressemitteilung Universität Tübingen)

===> zur kompletten Pressemitteilung

 

Publication:

Platis, A., Siedersleben, S.K., Bange, J., Lampert, A., Bärfuss, K., Hankers, R., Cañadillas, B., Foreman, R., Schulz-Stellenfleth, J., Djath, B., Neumann, T., & Emeis, S. (2018): First in situ evidence of wakes in the far field behind offshore wind farms. Scientific Reports, 2018, doi:10.1038/s41598-018-20389-y

Abstract:

More than 12 GW of offshore wind turbines are currently in operation in European waters. To optimise the use of the marine areas, wind farms are typically clustered in units of several hundred turbines. Understanding wakes of wind farms, which is the region of momentum and energy deficit downwind, is important for optimising the wind farm layouts and operation to minimize costs. While in most weather situations (unstable atmospheric stratification), the wakes of wind turbines are only a local effect within the wind farm, satellite imagery reveals wind-farm wakes to be several tens of kilometres in length under certain conditions (stable atmospheric stratification), which is also predicted by numerical models. The first direct in situ measurements of the existence and shape of large wind farm wakes by a specially equipped research aircraft in 2016 and 2017 confirm wake lengths of more than tens of kilometres under stable atmospheric conditions, with maximum wind speed deficits of 40%, and enhanced turbulence. These measurements were the first step in a large research project to describe and understand the physics of large offshore wakes using direct measurements, together with the assessment of satellite imagery and models.

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