Die Vorteile vertikaler Windkraftanlagen

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Eine neue Studie zeigt die Vorteile von vertikalen Windkraftanlagen. In großen Windparks sind sie deutlich effizienter als herkömmliche Windräder, wie Simulationen der Oxford Brookes University beweisen. Die Forscher empfehlen vertikale Anlagen für künftige Windparks.

Vertikale Windkraftanlagen steigern ihre Leistung gegenseitig

Vertikale Windkraftanlagen werden bis zu 15 Prozent effizienter, wenn sie paarweise nebeneinander stehen, hat ein Team von Forschern an der School of Engineering, Computing and Mathematics (ECM) in Oxford Brookes herausgefunden. Ihre Studie ist die erste, die verschiedene Aspekte der Leistung von Windturbinen umfassend analysierte, auch in Bezug auf ihre Anordnung und den Abstand zwischen den Turbinen. Erstmals wurden dabei auch vertikale Windkraftanlagen untersucht.

Vom Ergebnis waren die Forscher selbst überrascht: In über 11.500 Stunden Computersimulation konnten sie zeigen, dass Windparks effizienter wären, wenn die traditionellen Windturbinen durch vertikale Windkraftanlagen ersetzt würden. Vertikale Windkraftanlagen drehen sich um eine Achse, die sich senkrecht zum Boden befindet und zeigen das entgegengesetzte Verhalten des Propellerdesigns von herkömmlichen Windrädern. Wenn vertikale Anlagen in einem Raster angeordnet werden, erhöhen sie ihre Leistung gegenseitig.

„Die Zukunft der Windparks sollte vertikal sein“

Die Studie zeige zum ersten Mal das Potenzial von vertikalen Windkraftanlagen in großem Maßstab, so die Forscher. Forschungsleiter Professor Iakovos Tzanakis sagte: „Diese Studie beweist, dass die Zukunft der Windparks vertikal sein sollte. Windpark-Turbinen mit vertikaler Achse können so konstruiert werden, dass sie viel näher beieinander stehen. Das erhöht ihre Effizienz und senkt letztlich die Strompreise.“

Der Hauptautor der Studie, Joachim Toftegaard Hansen, erklärte, moderne Windparks seien zwar eine der effizientesten Möglichkeiten zur Erzeugung von grüner Energie. Sie hätten jedoch einen großen Makel. „Wenn sich der Wind der vorderen Reihe der Turbinen nähert, werden nachgelagert Turbulenzen erzeugt“, so Toftegaard. Diese Turbulenzen würden sich negativ auf die Leistung der hinteren Reihen auswirken, so Hansen. Die Windräder in der vorderen Reihe eines Windparks könnten noch rund die Hälfte der kinetischen Energie in Strom umwandeln. In der hintersten Reihe seien es nur noch 25 bis 30 Prozent.

Der Windkraftausbau muss deutlich schneller gehen

Laut dem „Global Wind Report 2021“ muss der weltweite Windkraftausbau im nächsten Jahrzehnt dreimal schneller gehen als heute, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern. Die Ergebnisse der Studie sind ein Schritt hin zur Entwicklung effizienterer Windparks und der Verbesserung der Technologien zur Erzeugung erneuerbarer Energien, um fossile Brennstoffe schneller ersetzen zu können.

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