Lohnt sich der ganze Wind? – Windkraftanlagen als wetterabh\u00e4ngige Stromerzeuger<\/p>\n
\nStrom aus Wind. Das klingt logisch und vor allem einfach. Doch was muss beim Aufstellen einer Windkraftanlage beachtet werden? Und welche Herausforderung ergibt sich beim Thema der Windenergie f\u00fcr den Deutschen Wetterdienst?<\/p>\n
Erneuerbare Energien haben in der heutigen Zeit einen hohen Stellenwert und aufgrund geringer werdender Ressourcen der fossilen Energietr\u00e4ger wie Erd\u00f6l oder Gas ist zu erwarten, dass die zuk\u00fcnftige Energieversorgung zum gr\u00f6\u00dften Teil auf erneuerbaren Energien basieren wird. Eine wichtige Option zur Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien ist beispielsweise die Nutzung der Windkraft, bei der die Bewegungsenergie des Windes vom Rotor einer Windkraftanlage in Rotationsenergie und folglich in elektrische Energie, also Strom umgewandelt wird. Beim Errichten von Windkraftanlagen ist es aber wichtig zu beachten, dass Windenergie – wie die meisten erneuerbaren Energien – wetterabh\u00e4ngig ist. Deshalb ist bei der Standortwahl f\u00fcr eine effektive Aussch\u00f6pfung des vorherrschenden Windes eine meteorologische Analyse der Windverh\u00e4ltnisse in den untersten Luftschichten unserer Atmosph\u00e4re fast unumg\u00e4nglich.<\/p>\n
Doch was ist eigentlich Wind und worauf muss bei der Standortwahl f\u00fcr Windkraftanlagen geachtet werden? Welche Auflagen m\u00fcssen eventuell im Zusammenhang mit der N\u00e4he zu bewohnten Fl\u00e4chen oder Naturschutzgebieten erf\u00fcllt werden? Entstehen also Probleme durch die Nutzung von Windkraftanlagen?<\/p>\n
Beginnend mit der wichtigsten Komponente, die f\u00fcr die Energiegewinnung mittels Windkraftanlagen n\u00f6tig ist, gilt es den Begriff des Windes zu behandeln. Hierbei handelt es sich allgemein um die Verlagerung von Luftteilchen, die haupts\u00e4chlich aus der unterschiedlichen horizontalen Luftdruckverteilung auf der Erde resultiert. So wehen die Winde zum Druckausgleich vom Ort des h\u00f6heren Luftdrucks zu den Orten mit niedrigerem Druck. Dabei gilt, dass bei gr\u00f6\u00dferem Druckunterschied die Luftbewegung auch st\u00e4rker, der Wind also mit einer h\u00f6heren Geschwindigkeit weht.<\/p>\n
Will man eine Windkraftanlage oder sogar einen Windpark errichten, so ist die wichtigste Frage, wie stark und wie viele Stunden im Jahr der Wind am gew\u00e4hlten Standort weht. Dabei sind vor allem die Windgeschwindigkeit und -richtung bedeutend. Jetzt k\u00f6nnte man meinen, dass ein Standort mit sehr starken Winden optimal w\u00e4re. Das ist aber nicht der Fall, da die Windr\u00e4der ab bestimmten Geschwindigkeiten zur Vermeidung von Sch\u00e4den abgeschaltet werden m\u00fcssen. Dabei werden die Schwellenwerte zur Abschaltung vom jeweiligen Hersteller der Windkraftanlagen festgelegt. Bei der Standortwahl muss au\u00dferdem darauf geachtet werden, dass lokale Hindernisse in der Umgebung wie Geb\u00e4ude, Berge, o.\u00e4. weit genug entfernt sind, damit die umzuwandelnde Windgeschwindigkeit nicht stark beeinflusst (umgelenkt, abgeschw\u00e4cht o.\u00e4.) wird.<\/p>\n
F\u00fcr den Abstand zu Ortschaften, Geb\u00e4uden und Verkehrswegen gibt es auch Richtlinien, die von der jeweiligen Kommune vorgegeben werden. Das bedeutet, dass eine Windkraftanlage beispielsweise nicht beliebig nah an Stra\u00dfen stehen darf. Weiterhin m\u00fcssen auch die Bodenbeschaffenheiten \u00fcberpr\u00fcft werden, da nicht jeder Untergrund im Hinblick auf Stabilit\u00e4t und Erosionsanf\u00e4lligkeit gleich ist. W\u00e4hrend der Planungsphase werden au\u00dferdem noch baurechtliche Vorschriften \u00fcberpr\u00fcft. So wird schon vor dem Aufstellen der Windkraftanlage rechnerisch gepr\u00fcft, welche Schallimmissionen zu erwarten sind, wobei konkrete Vorgaben f\u00fcr Ger\u00e4uschpegel festgelegt sind. Des Weiteren muss w\u00e4hrend des Genehmigungsverfahrens gutachterlich nachgewiesen werden, dass umliegende H\u00e4user nicht durch unzumutbare Schattenimmissionen der sich drehenden Rotorbl\u00e4tter beeintr\u00e4chtigt werden, wobei bestimmte Grenzwerte pro Tag und pro Jahr festgelegt sind. In Natur- und Vogelschutzgebieten ist der Bau von Windkraftanlagen generell ausgeschlossen. Dabei gilt durch die Naturschutzgesetze eine strenge R\u00fccksichtnahme auf die vorhandene Flora und Fauna. Alles in allem gelten je nach Bundesland andere Schwellenwerte, die beim Aufstellen einer Windkraftanlage nachweislich eingehalten werden m\u00fcssen. Man merkt also schnell, dass eine Windkraftanlage nicht einfach so schnell errichtet werden kann, sondern dass einiges beachtet und genehmigt werden muss.<\/p>\n
Steht die Windkraftanlage dann endlich, stellt sich f\u00fcr den Deutschen Wetterdienst jedoch ein Problem, auf das ausf\u00fchrlicher in der Publikation „Windenergieanlagen verf\u00e4lschen Messungen des Wetterradars – Unwetterwarnungen oder Strom aus Windenergie?“ eingegangen wird (http:\/\/www.dwd.de\/SharedDocs\/broschueren\/DE\/presse\/Windenergie_kontra_Radar_PDF.html). Wie der Titel der Publikation des Deutschen Wetterdienstes schon verr\u00e4t, kommt es bei der Datenerfassung mit dem Wetterradar zu dem Problem, dass Windkraftanlagen aufgrund ihrer H\u00f6he ein sehr hohes Reflexionshindernis f\u00fcr Radarstrahlen besitzen und somit die Messungen des Wetterradars verf\u00e4lschen. Diese falschen Messwerte erschweren es, pr\u00e4zise Auswertungen f\u00fcr Herausgabe von Warnungen speziell im Unwetterfall vor allem im n\u00e4heren Umfeld von Windkraftanlagen ableiten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
M.Sc.-Met. Anna Wieczorek und Met. Sarah Westbrook<\/p>\n
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 07.09.2016<\/p>\n
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