Robert Klatt
Viele bereits bestehende und geplante Offshore-Windparks befinden sich in Regionen, in denen Extremwinde stark zunehmen. Wenn die Anlagen nicht angepasst werden, übertreffen die Stürme ihre Belastungsgrenzen und können sie zerstören.
Shenzhen (China). Die Windenergie hat global einen immer größeren Anteil an der Stromproduktion und wird kontinuierlich weiter ausgebaut, unter anderem, weil die Stromproduktion keine CO₂-Emissionen verursacht und deutlich günstiger als aus Öl, Kohle oder Gas ist. Eine Studie der Peking University (PKU) hat jedoch kürzlich gezeigt, dass die durch den Klimawandel sinkende, durchschnittliche Windgeschwindigkeit zu mehr Windflauten führt, die die Stromproduktion der Windkraft in manchen Regionen stark reduzieren.
Forscher der Southern University of Science and Technology (SUSTech) haben nun eine Studie publiziert, die zeigt, dass Extremwinde immer mehr Offshore-Windparks gefährden. Ein Beispiel dafür ist der tropische Wirbelsturm Yagi, der 2024 die Philippinen, die südchinesische Insel Hainan und Nordvietnam getroffen und mit seinen Windspitzen von rund 200 km/h mehrere chinesische Offshore-Windanlagen zerstört hat.
Laut der Studie befinden sich etwa 40 Prozent der bereits bestehenden und geplanten Offshore-Windparks in Europa und Asien in Regionen, in denen es vermehrt zu Stürmen kommen wird, die die Belastungsgrenze von Klasse-III-Turbinen überschreiten. Klasse-III-Turbinen sind für Windgeschwindigkeiten bis 135 km/h ausgelegt, während Klasse-II-Turbinen 153 km/h und Klasse-I-Turbinen 180 km/h aushalten.
Die Studie basiert auf hochaufgelösten Winddaten der europäischen Reanalyse ERA5, die die Windgeschwindigkeiten seit 1940 dokumentiert. Die Forscher haben auf Basis dieser Daten mit komplexen statistischen Modellen ermittelt, welche maximale Windgeschwindigkeit im Schnitt in 50 Jahren einmal erreicht wird. Diese Kennzahl wird in der Wissenschaft als U50 bezeichnet und ist entscheidend für die Planung von Offshore-Windparks.
Die Analyse zeigt, dass U50 global in knapp zwei Dritteln aller Küstenregionen in den letzten 80 Jahren stark zugenommen hat, vor allen an den tropischen und subtropischen Küsten, Südostasien, Nordaustralien, aber auch im Nordatlantik und in der Nordsee, in der ein Großteil der deutschen Offshore-Windparks liegt, darunter auch der größte Windpark He Dreiht. Die lokalen Extremwinde sind in der Türkei und auf den Philippinen am stärksten und übertreffen sogar die Belastungsgrenze der Klasse-I-Turbinen.
Laut den Forschern geht die starke Zunahme der Extremwinde vor allem auf die durch den Klimawandel steigenden Meerestemperaturen zurück. Das wärmere Wasser enthält mehr Energie und speist die Wirbelstürme, deren maximale Windgeschwindigkeiten zunehmen. Dadurch verschieben sich die Sturmbahnen weiter zu den Polen und Regionen, die früher kaum von Extremwinden getroffen wurden, werden heute und in Zukunft öfter von Stürmen heimgesucht. Zudem werden nicht nur tropische Wirbelstürme stärker, sondern auch außertropische Sturmsysteme wie die Winterstürme über dem Nordatlantik. Das Risiko, dass Extremwinde einen Offshore-Windpark treffen, nimmt somit global zu.
Die Forscher empfehlen angesichts ihrer Studienergebnisse, dass neue Konstruktionsstandards für Windturbinen geschaffen werden sollten, damit diese auch Extremwinde unbeschadet überstehen können. Laut ihnen ist zudem ein resilienzorientiertes Design sinnvoll, bei dem ein Sturm nur wenige Komponenten beschädigt, während die größten Strukturen geschützt bleiben.
Quellen:
Studie im Fachmagazin Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-025-65105-3
