Entscheidung mit Folgen: Alle Windräder drehen sich falsch herum

Von Christian Kahle am 14.06.2020 13:43 Uhr
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Die Hersteller von Windkraft-Anlagen haben sich vor längerer Zeit leider auf eine falsche Drehrichtung geeinigt. Es wäre wesentlich besser, wenn sie die Rotorblätter genau in die andere Richtung drehen würden, zumin­dest aus Perspektive der Effizienz.

Laut einem aktuellen Paper eines Forscherteams vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt wäre es auf der Nordhalbkugel der Erde sinnvoller, wenn sich die Windräder von vorn gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn drehen würden. Derzeit sind aber im Grunde alle Anlagen so konstruiert, dass sie der Uhrenbewegung folgen, was aufgrund der Gewohnheiten aus dem Alltag von den Ingenieuren irgendwann so festgelegt wurde.

Die DLR-Forscher haben nun allerdings großangelegte Simulationen laufen lassen, in denen genau beobachtet wurde, wie sich die Winde bewegen, wenn sie auf Windkraftanlagen und auch komplette Windparks treffen. Dabei zeigte sich - entgegen der intuitiven Annahme - dass die Drehrichtung tatsächlich einen spürbaren Unterschied mit sich bringt. Verursacht wird das von der Corioliskraft.

Signifikaner Effekt

Bei dieser handelt es sich um eine Kraft, die auf sich bewegende Körper in einem rotierenden Bezugssystem wirkt. Alles, was sich auf der Erde bewegt, unterliegt aufgrund der Erd­ro­ta­tion einer entsprechenden Ablenkung. Bekannt ist dies unter anderem durch das Foucaultsche Pendel, das seine Schwin­gungs­ebene stets im Uhr­zei­ger­sinn dreht. Und auch die Luft­strö­mun­gen in der Atmosphäre werden durch diesen Effekt dazu gebracht, immer die gleichen Dreh­rich­tun­gen einzuschlagen - was man auf Wet­ter­kar­ten oder den Satelliten-Aufnahmen von Hurrikans gut beobachten kann.

Bei einem Windrad verhält es sich nun so, dass durch die enorme Größe der Rotoren in unterschiedlichen Höhen jeweils andere Windgeschwindigkeiten erreicht werden. Hinter dem ersten Windrad kommt es zu Verwirbelungen der nun abgebremsten Luftmassen, die sich durch den Kontakt mit den umgebenden Strömungen wieder beschleunigen. Und hier wirkt nun die Corioliskraft, die einen Rechtsdrall verursacht. In der Summe beschleunigen Luftmassen hinter einem Windrad, wie es jetzt konstruiert ist, das Ganze langsamer als bei einem System mit entgegengesetzter Drehrichtung. In einem Windpark würde die zweite Reihe bei anders konstruierten Anlagen also höhere Windgeschwindigkeiten abbekommen.

Und das gilt teilweise durchaus in einem Umfang, der eines Umdenkens in der Praxis würdig wäre, lautet das Fazit der Forscher. Weniger bei Windkraftanlagen irgendwo in Deutschland, wo relativ wenige Rotoren in sehr strukturierten Geländeformationen stehen, in denen ohnehin vielfältige Verwirbelungen vorherrschen. Bei großen Anlagen auf dem Meer oder den flachen Steppengebieten der USA könnte eine Änderung der Drehrichtung unter passenden Bedingungen bis zu 23 Prozent mehr Stromausbeute bringen, hieß es.

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