Windenergie: 4 Probleme, die es zu lösen gilt - futurezone.at
Abhängig davon, ob Lösungen darauf gefunden werden, blüht der Windkraft eine mehr oder weniger rosige Zukunft. Die wichtigsten Problembereiche ...
Windenergie: 4 Probleme, die es zu lösen gilt

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Die Zukunft der Windenergie hat große Herausforderungen, die man aber bewältigen kann

© afp


[Science](https://futurezone.at/science)

# Windenergie: 4 Probleme, die es zu lösen gilt

05.07.2024

[David Kotrba](https://futurezone.at/author/david.kotrba)

Luftströmungen müssen noch besser verstanden, Windräder besser aufeinander und auf das Energienetz abgestimmt werden.

Alle paar Jahre treffen sich Expertinnen und Experten aus aller Welt, um die größten Herausforderungen für die **Windenergie** zu diskutieren. Abhängig davon, ob Lösungen darauf gefunden werden, blüht der Windkraft eine **mehr oder weniger rosige Zukunft**. Die wichtigsten Problembereiche werden die " [**Grand Challenges**](https://www.nrel.gov/wind/grand-challenges.html)" genannt. Wie man sie bewältigen könnte, darüber wurde zuletzt auch beim [Austrian Wind Energy Symposium](https://eventmaker.at/interessengemeinschaft_windkraft_oesterreich-igw/awes_2024) in Wien gesprochen.

**➤ Mehr lesen:** [**Wie kann man das ständige Blinken von Windrädern beenden?**](https://futurezone.at/digital-life/windrad-windkraft-anlage-blinken-licht-leuchtfeuer-nacht-bedarf-steuerung-flugzeug-luftfahrt/402777778)

![Sensoren auf hohen Masten messen Windströmungen direkt rund um Windkraftanlagen im Forschungswindpark Wivaldi in Krummendeich](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

![Sensoren auf hohen Masten messen Windströmungen direkt rund um Windkraftanlagen im Forschungswindpark Wivaldi in Krummendeich](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

Sensoren auf hohen Masten messen Windströmungen direkt rund um Windkraftanlagen im Forschungswindpark Wivaldi im Norden Deutschlands

© ForWind

## 1: Windströmungen besser verstehen

Die **Atmosphäre** ist der wohl wichtigste Bereich. Das **Verhalten des Windes** wird trotz intensiver Forschung, fortschrittlicher Sensorik und Satellitendaten immer noch nicht vollständig verstanden. "Windkraftanlagen werden immer größer und kommen in Höhen, wo sich die Atmosphäre anders verhält", sagt Stefan Barth vom deutschen Windenergieforschungszentrum [ForWind](https://forwind.de/). "Die Windrichtungen können mit zunehmender Höhe um bis zu 90 Grad voneinander abweichen."

Windkraftanlagen stehen außerdem selten allein. In Windparks **beeinflussen sie sich gegenseitig**. Je nach Windrichtung könnten Windräder in der ersten Reihe etwa viel Wind abbekommen und mit maximaler Leistung Strom produzieren, während es dahinter sogenannte **Abschattungsverluste** gibt. Wind wird dabei so verwirbelt, dass Anlagen weniger effizient arbeiten. Laut Martin Kühn von ForWind sei es notwendig, Windparks künftig als ein System zu betrachten. Windräder an der "Front" könnten etwa leicht zur Seite gedreht werden, um den nachfolgenden Reihen eine bessere Windströmung zu verschaffen.

**➤ Mehr lesen:** [**Künstliche Pflanze macht Strom aus Wind und Regen**](https://futurezone.at/science/windenergie-generator-regen-tropfen-strom-erneuerbare-energien-kraftwerk/402747754)

![Lasermessungen mit Modellwindenergieanlagen im ForWind-Windkanal](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

![Lasermessungen mit Modellwindenergieanlagen im ForWind-Windkanal](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

Lasermessungen mit Modellwindenergieanlagen im ForWind-Windkanal

© Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, ForWind - Zentrum für Windenergieforschung

## Windprognosen mit Lidar

Um die Strömung des Windes besser zu verstehen, sei weitere Forschung notwendig, aber auch die **Anwendung neuer Sensoren**. Lidar-Geräte, die Infrarotlicht in den Himmel schicken, das von winzigen Wasser- und Staubpartikeln reflektiert wird, könnten laut Kühn bis zu **15 Kilometer weit in den Wind blicken** und eine vorausschauende Steuerung ermöglichen.

![Lidar-Windmessgerät im Offshore-Einsatz](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

![Lidar-Windmessgerät im Offshore-Einsatz](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==)

Lidar-Windmessgerät im Offshore-Einsatz

© Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, ForWind - Zentrum für Windenergieforschung

## 2: Produktzyklen wieder länger machen

Der Betrieb der Windturbinen ist eine weitere große Herausforderung. Früher wurden Windräder darauf ausgelegt, möglichst viel Leistung bei hohen Windgeschwindigkeiten zu erbringen. Das hat dazu geführt, dass bei viel Wind viel Windstrom erzeugt wurde, der dann am Markt massenhaft verfügbar und dementsprechend günstig war. Momentan steigt die **Rotorgröße** im Verhältnis zur Generatorleistung. Dadurch kann auch **bei schwächerem Wind gleichmäßig Strom erzeugt** werden. Künstliche Intelligenz kann in immer stärkerem Ausmaß den Betrieb an individuellen Standorten für jedes Windrad optimieren.

Heute findet in der Windkraft eine wahre Rekordjagd statt. Chinesische Hersteller sind die Zugpferde bei der Vorstellung immer höherer und leistungsstärkerer Windturbinen. **Produktzyklen werden immer kürzer**, was für alle Hersteller enormen Druck erzeuge. Laut den ForWind-Forschern könne es zu Problemen kommen, wenn **Komponenten immer stärkeren Belastungen ausgesetzt** sind. Sie plädieren dafür, innezuhalten und bei gleichbleibender Größe an der Optimierung von Bauteilen zu arbeiten. Dafür notwendig sei aber eine Allianz von Herstellern, etwa innerhalb Europas.

**➤ Mehr lesen:** [**Riesige Windräder: Experten fordern Größenbeschränkung**](https://futurezone.at/b2b/windraeder-groessenbeschraenkung-forderung-experten/402567296)

## 3: Speichermöglichkeiten schaffen

Eine dritte "Grand Challenge" ist das Zusammenspiel von Windenergie und dem **gesamten Energienetz.** In Zukunft müsse laut Kühn eine bessere Abstimmung von unterschiedlichen Stromerzeugern und Verbrauchern stattfinden, um verfügbare Kapazitäten zu nutzen. Eine wichtige Rolle dabei spielen Speicher, allen voran **Wasserstoff**. In Gas umgewandelt, könne Strom langfristig gespeichert werden, man könne es aber auch direkt stofflich nutzen. Wasserstoff könnte etwa Erdgas und Erdöl in der Industrie oder in bestimmten Mobilitätsbereichen (Schwertransport, Schifffahrt) ersetzen. Für die kurzfristige Speicherung erhielten aber auch **Batterien** eine größere Bedeutung.

## 4: Einsatzdauer und Wiederverwertbarkeit steigern

Für die Zukunft der Windkraft gebe es eine Reihe **neuartiger Konzepte**, etwa Windräder mit vertikaler Achse, wie Flugdrachen fliegende Windkraftwerke oder vibrierende Anlagen ganz ohne Rotor. In bestimmten Nischen, etwa bei der Versorgung von Siedlungen weit weg von Stromnetzen, hätten solche Technologien durchaus eine Zukunft. Bei der Stromerzeugung in großem Stil seien Windräder mit 3 Rotorblättern und horizontaler Achse aber unübertroffen **effizient und langlebig**.

**➤ Mehr lesen:** [**Bizarres Windkraftwerk setzt auf völlig neues Konzept**](https://futurezone.at/start-ups/bizarr-windkraftwerk-neues-konzept-airloom-wyoming-windrad-start-up-turbine/402658544)

"Ein Auto ist auf mehrere Tausend Betriebsstunden ausgelegt, eine Windkraftanlage macht das in einem halben Jahr, muss aber **über 20 Jahre lang Strom erzeugen**", sagt Kühn. Auch wenn Anlagen bereits auf eine lange Einsatzdauer ausgelegt sind, gibt es ständige Verbesserungen, etwa neue Generatordesigns,  neue Formen von Kugellagern oder **noch besser recycelbare Materialien**.

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(futurezone) \| Stand: 05.07.2024, 6:00 Uhr


#### David Kotrba

Ich beschäftige mich großteils mit den Themen Mobilität, Klimawandel, Energie, Raumfahrt und Astronomie. Hie und da geht es aber auch in eine ganz andere Richtung.

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