Turbulenzen in Offshore-Windparks

Wie sich die Wind­geschwin­digkeiten durch Windräder auf dem Meer verändern, haben Forscher der Technischen Uni­versität Braunschweig in einem Verbund­projekt untersucht. Zum Einsatz kam dabei auch das Forschungsflugzeug „D-IBUF“ der Universität, das Veränderungen des Windfeldes hinter Offshore-Windparks aufzeichnete. Nach dem erfolgreichen Abschluss des Projektes sind diese Daten in der Weltdaten­bank PANGAEA, zum Beispiel für Simu­lationen, frei zugänglich.

Insgesamt 41 Flüge wurden zur Messung der Windfelder in Offshore-Parks durchgeführt. Dem Forscher­team des Instituts für Flugführung, das von Peter Hecker geleitet wird, ging es insbesondere um die Untersuchung weitreichender Nachläufe: Diese können sich bei stabiler atmosphärischer Schichtung herausbilden, wenn warme Luft über die kühlere Meeres­oberfläche strömt. Bis zu fünfzig Kilometer hinter den Windparks kann die Windge­schwindigkeit deutlich reduziert sein. Verschiedene Wetterlagen und Jahreszeiten wurden untersucht, und die Daten gemeinsam mit den Projekt­partnern ausgewertet. „Das Projekt hat uns wichtige Erkenntnisse gebracht, die unmittelbar in die weitere Planung des Windpark-Ausbaus der Nordsee einfließen“, erklärt Astrid Lampert, Leiterin des Teilprojekts.

Die Veröffent­lichung des gesamten Datensatzes ermöglicht es Forschungs­gruppen nun weltweit, den Datensatz für eigene Unter­suchungen und insbesondere zur Validierung von Simu­lationen zu verwenden. Die Erkennt­nisse sind für den weiteren effizienten und umwelt­verträglichen Ausbau der Offshore-Windkraft von großem Interesse. Die Motivation zum Start des Projektes „Windpark-Fernfeld (WIPAFF)“ entstand zum einen durch Satelliten­bilder. Auf ihnen war eine Veränderung der Rauigkeit der Meeresober­fläche hinter Windparks zu erkennen. Zum anderen spielte die Vorhersage von langen Nachläufen durch Modelle eine Rolle bei den Überlegungen zum Projekt. Im Rahmen von WIPAFF wurden diese Effekte erstmalig direkt vor Ort mit dem Flugzeug großflächig gemessen. Die Daten wurden in Kombination mit weiteren Messdaten, Satelliten­bildern und Simulationen ausgewertet. 

TU Braunschweig / JOL

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  K. Bärfuss et al.: In-situ airborne measurements of atmospheric and sea surface parameters related to offshore wind parks in the German Bight. PANGAEA 2019; DOI: 10.1594/PANGAEA.902845
• Institut für Flugführung, Technische Universität Braunschweig
• Verbundprojekt WIPAFF, WindFors, Universität Stuttgart