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.

Quellen / Weiterlesen

Windkraft: Künftig vertikal statt horizontal | scinexx
Numerical modelling and optimization of vertical axis wind turbine pairs: A scale up approach | ScienceDirect
Ist die Zukunft vertikal? | Windmesse
Vertical turbines could be the future for wind farms | Oxford Brooks University
Bildquelle: © Oxford Brookes University

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Stephan Hiller
Stephan Hiller ist Betriebswirt (Studium an der Fachhochschule für Wirtschaft Berlin und in Cambridge, UK) mit umfangreicher Geschäftsführungs- und Start-Up Erfahrung. Er hat sich erfolgreich darauf spezialisiert, den Finanzbereich und das Controlling junger Unternehmen operativ zu betreuen und Start-Ups strategisch sowie in den Bereichen Marketing, Vertrieb und Finanzen zu beraten. Er verfügt über umfassende kaufmännische Erfahrungen, die er durch mehrjährige Berufstätigkeit für internationale Unternehmen im In- und Ausland aufgebaut hat. Hierunter waren u.a. Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, aus der Automobilindustrie, Solarmodulhersteller und Projektentwickler aus dem Bereich erneuerbare Energien. Weiterhin hat er mehrere Unternehmensgründungen im Bereich erneuerbare Energien initiiert und erfolgreich mit aufgebaut. Stephan hat zusammen mit Ajaz Shah energyload.eu im Oktober 2013 gegründet.

1 KOMMENTAR

  1. Ich glaube allerdings eher an die Nutzung von Savonius-Rotoren auf eigenem Grund.

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