Der Wind, der Wind, das himmlische Kind

01.07.1999 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Windenergie ist eine ökologisch und wirtschaftlich attraktive Alternativenergie. Bei der Suche nach geeigneten Standorten für neue Windkraftanlagen hilft die Kombination von Fernerkundungsmessung und Computersimulation.

Der deutsche Windkraftmarkt boomt: Allein in den ersten Monaten dieses Jahres gingen bundesweit 228 Windturbinen neu ans Stromnetz. Mittlerweile sind mehr als 6 400 Windkraftanlagen in Betrieb und decken etwa 1,3 Prozent des deutschen Strombedarfs ab. Experten erwarten, daß sich die Zahl der Windturbinen bis Ende des Jahres sogar auf 7 200 erhöhen wird. Doch mit der zunehmenden Anzahl der Windräder wird auch die Suche nach geeigneten Standorten immer schwieriger. Nachdem in Küstennähe die Flächen oft schon vergeben sind, sollen jetzt immer mehr Windkraftanlagen im Binnenland errichtet werden. Besonders interessant sind Standorte auf Hügeln und Bergen.

"Die Planung von Windkraftanlagen setzt genaue Kenntnisse der Windverhältnisse am Standort der Anlage voraus. Es ist wichtig zu wissen, wie stark der Wind in welcher Höhe weht. Daraus leitet sich ab, wie hoch der Mast einer Anlage gebaut werden muß, damit sie wirtschaftlich arbeitet", erläutert Prof. Dr. Klaus Schäfer vom Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung IFU in Garmisch-Partenkirchen. Die Windverhältnisse sind im Mittelgebirgsraum aber wesentlich komplizierter als im Flachland, so daß die Standortfindung und -bewertung immer schwieriger wird. Um dennoch geeignete Standorte für neue Windkraftanlagen zu finden, setzt das IFU Fern-
erkundungsmessung und Computersimulation ein. Zunächst wird mittels akustischer Fernerkundung (SODAR) das vertikale Windprofil an einem projektierten Standort über mehrere Monate hinweg gemessen: Dazu werden Schallimpulse ausgesendet und ihre Rückstreuungen aus der Atmosphäre aufgezeichnet und analysiert. Aus den Meßdaten ermitteln die Wissenschaftler das Vertikalprofil des Windenergieangebots (Weibull-Verteilungen). Die bisher notwendige vertikale Extrapolation von bodennahen Winddaten entfällt. Die Meßergebnisse verknüpfen die Forscher mit Computersimulationen und leiten daraus dreidimensionale Windfelder ab. So können günstige Standorte für Windkraftanlagen bestimmt werden. "Dieses Vorgehen ermöglicht die gleichzeitige Beurteilung größerer Flächen bei der Standortsuche sowie die Bewertung von Alternativstandorten ohne Meßaufwand", erläutert Prof. Dr. Schäfer. "Zudem kann mit der numerischen Modellierung auch festgestellt werden, wie Klimaänderungen die regionalen Windverhältnisse beeinflussen. Das sind wichtige Informationen, um Aussagen über die Nutzungsdauer von Windkraftanlagen zu treffen."

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Fraunhofer-Institut für Atmo-
sphärische Umweltforschung IFU
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D-82467 Garmisch-Partenkirchen
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