Только в 2015 году более 500 оффшорных ветряных турбин были введены в эксплуатацию в Германии. То, как ветряные электростанции влияют друг на друга и, возможно, влияют на местный климат, до сих пор было только приблизительным с моделями Масштабное расширение позволяет впервые исследовать эти эффекты в реальности: они являются предметом исследовательского проекта «WIPAFF - Windpark-Fernfeld», который исследователи климата из Карлсруэского технологического института (KIT) координируют и осуществляют с партнерами из науки и бизнеса. Результаты должны помочь сделать дальнейшее расширение использования энергии ветра в Северном море максимально эффективным и экологически чистым.
Местные климатические изменения
Оффшорные ветряные электростанции являются препятствиями для ветра на относительно гладкой поверхности моря: ветровые турбины замедляют его, и увеличивается турбулентность, то есть волнение в воздухе. «В зависимости от погоды - это означает, что в зависимости от направления ветра, температуры воздуха и свойств поверхности воды - скорость ветра иногда возвращается к своему первоначальному значению только через десять-сто километров», - говорит руководитель проекта профессор Стефан Эмейс из Института метеорологии и исследования климата - исследования окружающей среды (IMK). -IFU) из КОМПЛЕКТА. Кроме того, возможно, что воздушные массы вокруг больших ветровых электростанций отклоняются в сторону или вверх. «Это может привести, например, к тому, что ветряные электростанции будут затенять друг друга. Мы также не можем исключить, что это меняет климат на местном уровне, вплоть до изменения температуры,Распределение облаков и осадков над Северным морем и прилегающими прибрежными районами ».
Форса исследование
Северные немцы больше всего хотят энергетического перехода
Последующие исследования - то есть в районе завода с более низкими скоростями ветра - морских ветряных электростанций в Северном море являются предметом исследовательского проекта WIPAFF, который федеральное министерство экономики и энергетики финансирует примерно на 1,75 млн евро в течение следующих трех лет. Помимо KIT, другими партнерами являются Технический университет Брауншвейга, Тюбингенский университет им. Эберхарда Карла, Helmholtz-Zentrum Geesthacht и UL International GmbH (ранее Немецкий институт ветроэнергетики DEWI). Ученые используют ряд различных методов. Например, они объединяются для детальных измерений поля ветра,погодные условия и волны на поверхности моря перед и за ветряными электростанциями данные с приборов на платформах в Северном море и с исследовательского самолета с оценкой спутниковых данных.
Моделирование поля ветра за ветровой электростанцией
Цель исследователей KIT состоит в том, чтобы смоделировать поле ветра для области между десятью и 100 километрами позади крупных ветровых электростанций. Для этого они адаптируют существующую числовую модель поля ветра (WRF) к условиям моря в Северном море. «Такая модель поля ветра сопоставима с моделью прогноза погоды. В моделях поля ветра шероховатость поверхности моря обычно определяется только как функция скорости ветра. Мы хотим использовать волновую модель для расчета волн и использовать их для более точного определения шероховатости морской поверхности и тем самым приблизиться к реальности », - объясняет Стефан Эмейс из IMK-IFU в KIT. Он и его команда также добавляют описание (параметризацию) для крупных ветряных электростанций на основе характеристик парка и высоты турбин:Параметризация указывает, сколько энергии ветряная электростанция извлекает из воздушного потока, на какой высоте над поверхностью моря. С расширением модели таким образом, измерения платформы, самолета и спутника, оцененные партнерами проекта, могут затем быть воспроизведены и дополнены. В следующих расчетах сценариев ученые затем анализируют влияние различных этапов расширения для использования энергии ветра в Северном море и рассчитывают влияние на условия ветра в Северном море и возможные воздействия на климат региона. «Одним из эффектов может быть то, что ветряные электростанции замедляют поток воздуха и заставляют его двигаться вверх. Когда воздух поднимается, он охлаждается, что может привести к увеличению образования облаков, а иногда даже к осадкам », - говорит Стефан Эмейс. (Ш)(Ш)
Изображение: прогресс по анонимному аккаунту / Flickr.com под CC BY-SA 2.0