Abschattungseffekte im Windpark Teil 1

Michael Tegtmeier
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Turbulenzen durch Abschattungen (Wake-Effekte)

Dadurch, dass eine Windenergieanlage Energie aus dem Wind nimmt, wird auch die Windgeschwindigkeit hinter der Windenergieanlage verringert. 

Diese Energieentnahme passiert nicht gleichmäßig, was letztendlich auch zu starken Schwankungen in der Windgeschwindigkeit führt. Die verursachten Turbulenzen im Nachlauf der Turbine führen dann zu einer unregelmäßigeren Anströmung und höheren Belastungen der sich im Nachlauf befindlichen Windenergieanlagen. Anlagen, die durch diese Wake-Effekte beeinflusst sind, produzieren wiederum weniger Energie und verschleißen schneller. 

Es ist daher bei der Planung von Windparks mit mehreren Windenergieanlagen sehr wichtig, dass die Windparkkonstellation so konstruiert ist, dass aus häufig vorkommenden Windrichtungen möglichst wenige Abschattungseffekte im Windpark entstehen. 

Da sich das Klima und das Wetter jedoch nicht hundertprozentig vorhersagen lassen, kann es passieren, dass Anlagen häufiger abgeschattet sind als ursprünglich geplant wurde.

Es ist daher durchaus spannend die Effekte zu untersuchen, die in einem Windpark durch Abschattungen verursacht werden.

Turbulenzrose und Windhäufigkeitsverteilung

Im oberen Bild sehen Sie eine Turbulenzrose, die mit unseremTurbit Web Report erstellt wurde. Diese Darstellung beschreibt die durchschnittliche Turbulenzintensität  aus den unterschiedlichen Windrichtungen.

Man kann z.B. erkennen, dass aus ca. 25° und 260° höhere Turbulenzintensitäten gemessen wurden. Genau in diesen Richtungen stehen auch die Nachbaranlagen. 

Durch diese Art der Darstellung lässt sich nun direkt die durschnittliche Turbulenzintensität aus abgeschatteten Richtungen mit denen von frei angeströmten Richtungen vergleichen.


In diesem Fall bewirkt die Abschattung eine Erhöhung der Turbulenzintensität von ca. 14% auf bis zu 30%, was einer Verdopplung entspricht.


Interessanter Weise lässt sich ein inverses Phänomen bei der Windrose im rechten Bild erkennen.

Lesen Sie in unserem nächsten Beitrag, wie man hieraus einen Faktor berechnen kann, der die Häufigkeit von Turbulenzen beschreibt, die nur durch Abschattungseffekte bedingt  sind.

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