Analyse von Turbinenabständen und Nachlaufverlusten bei Offshore-Windparks

Mit dieser Frage hat sich Jose in seiner Masterarbeit im Studiengang Wind Energy Engineering beschäftigt. Seine Studie liefert die erste bundesweite, empirische Analyse von Turbinenabständen und Nachlaufverlusten der deutschen Onshore-Windflotte mit 26.474 Anlagen sowie aus Dänemark, Frankreich und Schweden. Die Arbeit entstand im Anschluss an seine Tätigkeit als wissenschaftliche Hilfskraft beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW).

Er hat eine datengestützte Analysepipeline entwickelt, die über 43.000 Turbinen aus den vier genannten nationalen Registern harmonisiert. Trotz grundlegend unterschiedlicher Koordinatensysteme und Datenformate konnte er einen validierten, länderübergreifenden Datensatz aufbauen. Mittels pufferbasiertem Clustering identifizierte er 5.890 Windpark-Cluster und führte sektorale Abstandsanalysen relativ zur vorherrschenden Windrichtung durch (30-jährige CERRA-Klimadaten). Die Nachlaufverluste quantifizierte er durch physikbasierte Modellierung (PyWake) für alle Cluster in vier Ländern, wobei er die rechenintensiven Simulationen eigenständig auf einem Hochleistungs-Rechencluster durchführte.

Schleswig-Holstein ist als führender Windenergie-Standort Deutschlands unmittelbar betroffen: Mit 573 kW/km2 installierter Leistungsdichte (höchster Wert aller Bundesländer) und mittleren Nachlaufverlusten von 18,2 % liegt das Land deutlich über dem nationalen Durchschnitt und weit über der vom BWE geforderten 10 %-Schwelle. Die Ergebnisse machen den Reformbedarf für die Region messbar und liefern eine belastbare Datengrundlage, um die künftige Windenergiestrategie in Norddeutschland evidenzbasiert weiterzuentwickeln.