Offshore-Windparks: Große Unsicherheiten bei Stromprognosen festgestellt – wie realistisch sind die Ziele für 2050?

Die Offshore-Windenergie ist die tragende Säule der europäischen Energiewende. Mit dem rasanten Ausbau der Anlagen steigen jedoch auch die Anforderungen daran, wie die künftige Stromproduktion und die atmosphärischen Effekte berechnet werden können. Eine aktuelle Untersuchung zeigt nun, dass die derzeitigen Prognosen mit erheblichen Unsicherheiten behaftet sind, die sowohl durch technische Entscheidungen beim Ausbau als auch durch natürliche Rahmenbedingungen entstehen.

Für die neue Auswertung des Helmholtz-Zentrums Hereon wurde das Regionalmodell namens COSMO6.0 CLM umfassend überarbeitet und mit einem erweiterten Windpark-Modul kombiniert. So konnten erstmals verschiedene Turbinentypen, Rotorgrößen und zeitlich gestaffelte Inbetriebnahmen innerhalb eines einzigen Systems abgebildet werden. Zusätzlich untersuchten die Forschenden, wie sich die räumliche Anordnung von Windparks auf die Gesamtleistung auswirkt.

Technologischer Fortschritt

Durch diese Neuerungen wird die tatsächliche Stromproduktion weit realistischer abgebildet als noch in früheren Simulationen. Ein zentrales Ergebnis der Studie ist etwa der Einfluss moderner Großturbinen. „Die Ergebnisse zeigen, dass sich bei einem angenommenen Gesamtausbau von 150 Gigawatt in der Nordsee deutliche Unterschiede in der simulierten Stromproduktion ergeben“, sagt Studienleiterin Prof. Corinna Schrum, Leiterin des Hereon-Instituts für Küstensysteme – Analyse und Modellierung.

Besonders auffällig ist der Unterschied zwischen älteren Anlagen mit geringerer Leistung und modernen Turbinen mit größeren Rotoren. Der Trend zu leistungsstärkeren Anlagen verändert sowohl die Energieausbeute als auch die Strömungsverhältnisse in der Atmosphäre.

Ein weiterer Schwerpunkt der im Fachjournal Wind Energy Science veröffentlichten Studie liegt auf den Nachlaufeffekten hinter Windkraftanlagen. Die entstehen, weil die Turbinen dem Wind Energie entziehen, was zu geringeren Windgeschwindigkeiten und stärkerer Turbulenz führt.

Die Analyse bestätigt, dass sich solche Effekte über Entfernungen von mehr als 50 Kilometern ausbreiten können. In diesen Bereichen wird der Wind deutlich abgeschwächt, was sich wiederum auf nachgelagerte Anlagen und deren Erträge auswirkt.

Unsicherheiten lange unterschätzt

Neu ist, dass unterschiedliche Randbedingungen in den Simulationen systematisch überprüft wurden. Frühere Studien hatten das weitgehend vernachlässigt. Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass die prognostizierten Erträge je nach Standort, Wetterlage und Windparkstruktur um rund 20 Prozent variieren können. Damit wird klar, wie groß die Unsicherheiten bisher waren.

Sowohl Wettervorhersagen als auch historische Datenauswertungen müssen Windparks stärker berücksichtigen. Nur so lassen sich realistische Einschätzungen der Energieerträge sowie der ökologischen und infrastrukturellen Auswirkungen treffen.

Quellenhinweis:

Elizalde, A., Akhtar, N., Geyer, B., & Schrum, C. (2026): Uncertainty in North Sea offshore wind power: contributions of reanalysis forcing, turbine type, and wake parameterization. Wind Energy Science, 11, 3, 1077–1095.