„Naher Nachlauf“
Die an den Flügelspitzen von Flugzeugen entstehenden Wirbelschleppen stellen für nachfolgende Luftfahrzeuge eine Gefahr dar. Vergleichbare Verwirbelungen treten auch hinter den Rotorblättern von Windkraftanlagen auf, können sich negativ auf Effizienz sowie Langlebigkeit anderer Windräder auswirken. Ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollte mehr über das „naher Nachlauf“ genannte Phänomen erfahren. Und setzte dabei auf die Hilfe von zehn Drohnen.
Von Frederik Johannsen
Windkraftanlagen prägen an immer mehr Orten das Landschaftsbild und tragen jede für sich einen Teil zur Energiewende bei. Um Windräder bestmöglich nutzen zu können, kommt ihrer Positionierung entscheidende Bedeutung zu. Zum einen, was die individuelle Lage und Ausrichtung betrifft. Zum anderen, was das direkte Umfeld angeht.
Gerade in großen Windparks ist es wichtig, gegenseitige Störeffekte zwischen den einzelnen Windrädern zu vermeiden. Denn je weniger Abschattungen und Verwirbelungen den Wind, der auf die Rotoren trifft beeinflussen, desto größer ist die Menge der daraus gewonnenen Energie. Gleichzeitig führen Turbulenzen zu Schwingungen und verstärkten Belastungen, die das Risiko von Materialermüdung und Beschädigungen an den Anlagen erhöhen.
Gebremster Wind
Am DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen beschäftigt man sich unter anderem intensiv mit Fragen der Aerodynamik und hat dabei auch Windkraftanlagen in den Blick genommen. Im Fokus des jüngsten Projekts NearWake stand der sogenannte „nahe Nachlauf“. Dabei handelt es sich um Veränderungen in der Luftströmung direkt hinter der Turbine einer Windenergieanlage. Sie ist weniger schnell und verwirbelt, da die Turbine der Atmosphäre Energie entzieht, indem sie den Wind abbremst und seine Bewegungsenergie in elektrische Energie â…