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Windenergieanlagen werden leiser

  • Die Nuklearkatastrophe in Fukushima im März 2011, bei welcher große Mengen an radioaktivem Material nach einer durch ein Erdbeben ausgelösten Kernschmelze in drei Reaktorblöcken freigesetzt wurden,  schockte die gesamte Welt. Sie machte deutlich bewusst, welche unkontrollierbaren Risiken die Nutzung von Kernenergie mit sich trägt und welche Folgen für Menschen und Umwelt daraus resultieren können. Auch aufgrund der Ablehnung dieser Risikotechnologie durch einen großen Teil der Bevölkerung wurde daraufhin vom Bundestag der vollständige stufenweise Ausstieg aus der Kernenergienutzung bis 2022 festgelegt.

     

     

    Stattdessen sollen nun die erneuerbaren Energien zur tragenden Säule der Energieversorgung in Deutschland werden. Denn die bereits 2010 vor Fukushima festgelegten Ziele der Energiewende gehen über einen reinen Atomausstieg hinaus: bis 2050 soll der Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch auf 80% bzw. der Anteil am Energieverbrauch auf 60% gesteigert werden.  

     

    Dabei spielt die Windenergie eine wichtige Rolle, denn kurz- bis mittelfristig bietet Windenergie das wirtschaftlichste Ausbaupotential unter den erneuerbaren Energien und bereits nach etwa drei bis sieben Monaten haben sich Windenergieanlagen energetisch amortisiert (also so viel Energie produziert, wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss).

     

    Doch der Bau von Windkraftanlagen ist mit strengen Auflagen verbunden, um beispielsweise die in der Umgebung der Windparks lebenden Menschen vor störenden Lärmeinflüssen zu schützen. So gelten beispielsweise für allgemeine Wohngebiete Grenzwerte von tagsüber 55 dB(A) und nachts 40 dB(A), welche eingehalten werden müssen. Denn die Geräusche, welche Windräder beim Betrieb verursachen, können bei diesen auf Dauer ausgesetzten Menschen zum Beispiel zu Schlafstörungen führen.

     

    Diese Lärmemissionen haben zum einen mechanische Ursachen (beispielsweise durch das Getriebe oder den Generator), doch hauptsächlich entstehen sie durch aerodynamische Effekte. Beim Rotorblatt eines Windrades fließt je ein Teilstrom des Windes unter- und oberhalb des Blattes vorbei, wodurch die  Kraft entsteht, die den Rotor antreibt. Diese Luftströmungen werden auf ihrem Weg entlang der Blattoberfläche sehr turbulent, wodurch, wenn diese dann an der Hinterkante des Blattes wieder aufeinandertreffen, Lärm entsteht. Die Lärmemission ist dabei, wie die elektrische Leistungsabgabe, abhängig von der Windgeschwindigkeit.

    Diese Lärmquelle gehört bei den modernen Windturbinen zu den wenigen Stellen, an denen noch erhebliche Verbesserungen möglich sind.

     

    Mit diesem Problem befassen sich seit kurzem Forscher der Universität Siegen. Gemeinsam mit dem Anlagenhersteller Senvion forschen sie an einem Rotorblatt, das durch geometrische Modifikationen besonders geräuscharm sein soll. Durch eine veränderte Strömungsführung an der Blatthinterkante sollen die lärmerzeugenden Turbulenzen von der Kante wegbewegt und somit die Geräuschentstehung reduziert werden. Dadurch erhoffen sich die Wissenschaftler im besten Fall eine Halbierung der Schallemissionen.

    Diese leiseren Anlagen könnten dann auch in einem Teil der Gebiete, die heute aus Lärmschutzgründen von Windparks frei bleiben müssen, eine Nutzung ermöglichen. Außerdem könnten diejenigen Anlagen, welche an lärmkritischen Standorten stehen und im Interesse des Lärmschutzes in der maximalen Leistung begrenzt sind, voll genutzt werden.

     

    Darüber hinaus befasst sich das Forschungsprojekt mit Schallprognosen für komplette Windparks, wo sich die Schallemissionen aller Einzelanlagen zu einem Gesamtpegel überlagern. Bei der Genehmigung eines Windparks spielen Schallgutachten, in welchen beurteilt wird, ob nach Inbetriebnahme der Anlagen in benachbarten Wohngebieten die Grenzwerte eingehalten werden können, eine wichtige Rolle. Doch eine Vorhersage, welche Lärmemissionen ein geplanter Windpark in Betrieb verursachen wird, ist äußerst schwierig, denn diese sind von vielen Faktoren, wie beispielsweise dem Anlagentyp, der Anzahl der Anlagen oder der Windgeschwindigkeit, abhängig. Insbesondere bei der Ausbreitung des Schalls sind auch das Gelände mit möglichen Hindernissen in Form von zum Beispiel Hügeln oder Bäumen sowie die aktuellen meteorologischen Bedingungen wie die Windrichtung, welche die Reichweite des Schalls in bestimmte Gebiete vergrößert oder verkleinert, zu berücksichtigen.

    Für diese Lärmprognosen entwickeln die Wissenschaftler ein neues Berechnungsprogramm um somit die Eignung eines Gebietes für den Bau eines Windparks besser prognostizieren zu können.

    Mit Erfolg dieses Projekts würde sich durch die verminderte Lärmemission die Akzeptanz von Windkraftanlagen in der Bevölkerung erhöhen, es  könnten weitere Flächen für die Windstromerzeugung genutzt werden und diese wiederum besser prognostiziert werden – alles in allem könnte also Windenergie viel einfacher weiter ausgebaut werden und somit einen noch größeren Beitrag zur Energiewende leisten.

     

    Lea Gigou

     

    Fotos:

    Titelbild: „Windpark Pattensen / Hiddestorf – Windwärts Energie GmbH“© flick via cc_“Windwärts Energie“

    „anti-akw“© flick via cc_“mompl“

    „Clinton Whirlybirds“© flick via cc_“las - initially“

    Quellen:

    http://www.bine.info/index.php?id=39&no_cache=1&typ=30&artikel=3175&cHash=c78f3c7a2be75dc751462a971e1a7dcd

    http://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/windenergie

    http://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr-laerm/nachbarschaftslaerm-laerm-von-anlagen/laerm-von-windenergieanlagen

    http://www.co2online.de/klima-schuetzen/energiewende/energiewende-definition-ziele-uebersicht/

    https://www.bundestag.de/dokumente/textarchiv/2011/34716466_kw23_de_atomgesetz/205630

    https://de.wikipedia.org/wiki/Energiewende_nach_Staaten#Energiewende_unter_Schwarz-Gelb:_Laufzeitverl.C3.A4ngerung.2C_Fukushima_und_Zweiter_Atomausstiegsbeschluss

Kommentare

1 Kommentar
  • GreenLulu
    GreenLulu Danke, für diesen spannenden Artikel. Die Energiewende ist wirklich so wichtig und die Windkraftanlagen spielen da eine große Rolle. Hoffentlich schaffen es die ForscherInnen, die Lärmemissionen zu senken. Ich bin gespannt, welche Ergebnis...  mehr
    19. September 2016