Professor Jens Bange und Andreas Platis vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG) der Universität Tübingen waren an dem Projekt beteiligt, das in der Deutschen Bucht unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen Nachläufe von bis zu 70 Kilometern Länge nachwies. In diesen wurde das Windfeld merklich abgebremst, es traten verstärkt turbulente Verwirbelungen auf. Die Ergebnisse sollen beim weiteren Ausbau der Windkraftnutzung in der Nordsee berücksichtigt werden. So können die Voraussetzungen für einen effizienten und umweltverträglichen Ausbau der Offshore-Windenergie geschaffen werden. Die Studie wurde im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlicht.

Vor allem bei stabiler atmosphärischer Schichtung
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. Dabei zeigte sich, dass vor allem bei einer stabilen atmosphärischen Schichtung, wenn warme Luft vom Festland über die kalte Nordsee strömt, Nachläufe hinter Windparks entstehen (siehe Abbildung 2). In Strecken von bis zu 70 Kilometern ist hier die Windgeschwindigkeit im Vergleich zur ungestörten Strömung reduziert. Mit diesen Erkenntnissen lassen sich künftig die Einflüsse auf stromab liegende Windparks besser vorhersagen und Modellsimulationen verbessern.

Projekt Wipaff
Die neuen Messungen sind ein wichtiger Schritt in dem grossangelegten Forschungsprojekt Wipaff (Wind Park Far Field). 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.

Publikation: Andreas Platis, Simon. K. Siedersleben, Jens Bange, Astrid Lampert, Konrad Bärfuss, Rudolf Hankers, Beatriz Cañadillas, Richard Foreman, Johannes Schulz-Stellenfleth, Bughsin Djath, Thomas Neumann, Stefan Emeis, First in situ evidence of wakes in the far field behind offshore wind farms, Scientific Reports, 2018, doi 10.1038/s41598-018-20389-y

Text: Universität Tübingen
Messflugzeug DO-128 der Technischen Universität Braunschweig beim Flug über Windkraftanlagen am Meer. Erstmals wurde das grossräumige Windfeld hinter Offshore-Windparks in der Deutschen Bucht direkt gemessen. ©Bild: Universität Tübingen