Het bundelen van turbines in grote parken heeft een bekend nadeel: het wake-effect. Door de energie van de lucht om te zetten in elektriciteit, vertraagt de wind achter de turbines, wat het totale rendement van het park verlaagt. Minder bekend is dat ditzelfde effect ook het zeeoppervlak kan opwarmen. Onlangs gaven Hyodae Seo en collega’s van de Universiteit van Hawaï hier nieuw inzicht in.
Ze simuleerden de zomerse weersomstandigheden van 2017 tot 2022 langs de Amerikaanse oostkust en vergeleken scenario’s met en zonder twee windparken voor de kusten van Massachusetts en New Jersey. Het resultaat: vlak bij de parken was het zeeoppervlak gemiddeld 0,3 tot 0,4 graden warmer. Het wake-effect verlaagde de windsnelheid met 5 tot 30% over een gebied dat twee tot drie keer groter is dan het park zelf. Daardoor nam de golfhoogte af en werden oppervlakkige stromingen zwakker, waardoor het warme water zich minder goed mengde met het koudere diepere water. De warmte bleef zo langer aan de oppervlakte hangen.
Compensatie
Het verschil met eerdere studies is dat Seo en zijn team een gekoppeld model gebruikten dat atmosfeer, golven en oceaan tegelijk meeneemt in de berekeningen. Daardoor konden ze ook de onderste luchtlagen bestuderen en ontdekten ze een tweede mechanisme: zodra het zeeoppervlak warmer is dan de lucht erboven, stroomt de warmte terug naar de atmosfeer. Dit verhoogt de turbulentie en herstelt de windsnelheid deels, waardoor het wake-effect voor ongeveer 10% wordt gecompenseerd.
“Het team bestudeerde alleen specifieke zomercondities op een beperkt aantal locaties,” zegt Denis Bourras, specialist in energie-uitwisseling tussen atmosfeer en oceaan aan het Mediterraan Instituut voor Oceanologie in Marseille. “De resultaten zijn dus niet volledig te veralgemenen, maar zeker interessant.” Hoewel de opwarming bescheiden lijkt, is ze groter dan de helft van de jaarlijkse temperatuurvariatie langs de Amerikaanse oostkust. Dat kan lokale weersomstandigheden en biodiversiteit beïnvloeden. De gekoppelde modellering van Seo’s team blijkt daarom een krachtig instrument om de milieu-impact van toekomstige grootschalige offshore windparken beter te voorspellen en eventueel te beperken.
Veelgestelde vragen
Dit artikel verscheen eerder in Pour la Science. Vertaling: Robin Hanssens.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.