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Moos

Mikroklima

Was ist ein Mikroklima?

Mit Mikroklima ist das spezielle Klima eines Areals gemeint, das in den bodennahen Luftschichten entsteht. Es ist stark von der vorhandenen Oberfläche (Untergrund, Bewuchs, Bebauung), z. B. deren Rauigkeit und thermischen Eigenschaften, beeinflusst. Geländeform oder die Art des Pflanzenbewuchses können dabei auf kleinem Raum große Unterschiede hinsichtlich Temperatur oder Windgeschwindigkeit machen. Beispielsweise ist es an einem Sommertag über einer Asphaltstraße mehrere Grad wärmer als über einer nahegelegenen, feuchten Wiese. Quelle: Deutscher Wetterdienst

Windenergieanlagen sind eine tragende Säule der Energiewende, da die Windkraft eine saubere Technologie ist, also bei der Energiegewinnung keine CO2-Emissionen verursacht. Bei der Umwandlung von Wind in elektrische Energie fließt der Wind über die Rotorblätter und bringt sie in Bewegung. Wind ist Luft, sie besteht aus Molekülen, die beim Fließen über die Flügel gebremst werden. Diese gebremste Luft, ist messbar. Laut Expert:innen hat dies jedoch keine relevanten Auswirkungen auf Wetter und Klima. Um Windkraftanlagen, möglichst effizient nutzen zu können, wird dieser Effekt, der sogenannte „Wake Effekt“, der auf der windabgewandten Seite auftritt, eingehend untersucht und bei der Planung von Windparks entsprechend berücksichtigt. Quelle: Forschungsprojekt WIPAFF (WInd PArk Far Field), Scientific Reports, 2018 und PNAS 29. November 2016 113 (48) 13570-13575

Nebel

Der Wake-Effekt

Wissenschaftliche Studien belegen, dass sich der Wind auf der windabgewandten Seite eines Windrads anders (Turbulenzen, schwächer) verhält als davor, da dieser „geerntet“ (Energie entzogen) wurde. Dadurch entsteht hinter der Anlage ein Windschweif, der eine geringere Geschwindigkeit im Vergleich zum Wind vor der Anlage hat, der sog. Nachlauf (Nachlaufeffekt, Wake Effekt). Quelle: Fraunhofer IWES

Windräder mit Wake-Effekt im Nebel

Die Verringerung der Windgeschwindigkeit führt zur Durchmischung der Luftschichten hinter der Windenergieanlage (WEA). Daraus resultiert die These, dass die Temperatur in den umliegenden bodennahen Luftschichten aufgrund des Betriebs der WEA steigt. Wie Studien zeigen, trifft das tagsüber nicht zu, da die Sonneneinstrahlung alle Luftschichten gleichermaßen erwärmt. Es kommt also nur zu einem Austausch von Luft mit gleicher Temperatur (vgl. Miller 2020, in WD 2020, S. 9). Nachts hingegen sind die bodennahen Luftschichten kälter und feuchter als die Luftschichten auf Höhe der Rotorblätter. Die Durchmischung der Luftschichten führt hier dazu, dass kalte, feuchte Luft nach oben steigt und warme, trockene Luft nach unten gedrückt wird. Folglich steigt die mikroklimatische Temperatur nachts minimal an (vgl. WD 2020, S. 14). Dieser Effekt ist aber so gering, dass er als unbedeutend eingestuft wird (vgl. WD 2020, S. 8 – 11). Aufgrund dieses Effektes werden die einzelnen Windräder eines Windparks in bestimmten Mindestabständen und meist versetzt zueinander aufgestellt, da der Nachlaufeffekt auch zu Effizienzverlusten führen kann. Quelle: Fraunhofer IWES

Nachlaufverluste bei Windkraftanlagen an Land sind geringer als bei Offshore-Anlagen, da die Umgebung an Land höhere Turbulenzen mit sich bringt als auf der glatten Meeresoberfläche. Es findet eine größere Durchmischung statt.

Einen deutlich größeren Einfluss auf das Mikroklima haben Untergrund und Bewuchs ebenso wie die Bodenreibung der Luft oder die Sonneneinstrahlung. Aber auch Straßen und Gebäude spielen unter anderem durch die Versiegelung und die genutzten Baumaterialien eine deutlich größere Rolle. Spaziert man an einem heißen Sommertag durch die asphaltierten Straßen einer Stadt hin zu einem nahegelegenen Waldstück, kann man einen Temperaturunterschied von oftmals mehreren Grad Celsius zwischen beiden Arealen spüren. Im Vergleich dazu ist die Auswirkung von Windenergieanlagen auf das Mikroklima verschwindend gering. Quelle: Energieatlas Bayern

Des Weiteren hat der minimale Effekt auf das Mikroklima keinen Einfluss auf die Klimaerwärmung. In der Wissenschaft herrscht Konsens darüber, dass die vorübergehende nächtliche Erwärmung durch Windenergieanlagen keinen Einfluss auf die globale Klimaerwärmung hat, da nur verschiedene Luftschichten durchmischt und keine Treibhausgase emittiert werden (vgl. WD 2020, S. 8 – 11).

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