Wie viel Strom ein Windrad produziert, hängt zum größten Teil von der Windgeschwindigkeit am jeweiligen Standort ab. Dabei beeinflusst vor allem die sogenannte Rauigkeit der Erdoberfläche, wie ertragreich der Wind in Bodennähe weht. Je glatter oder weniger „rau“ die Oberfläche, desto weniger wirbelt der Wind und desto mehr Strom produziert das Windrad.
Windkraft auf dem Meer
Besonders ruhige Wasseroberflächen begünstigen somit hohe Windgeschwindigkeiten, weshalb bei Offshore-Anlagen – also Windanlagen, die auf dem Meer mit einem gewissen Abstand zur Küste stehen – oft die nahezu ungebremste Windkraft auf die Rotorblätter trifft. Deshalb produzieren Offshore-Windparks in der Regel viel mehr Strom als Windparks an Land. Der Park „Veja Mate“ in der Nordsee erzeugt mit 69 Windrädern beispielsweise eine Leistung von 400 Megawatt. Zum Vergleich: Der größte deutsche Onshore-Windpark „Holtriem“ in Niedersachsen produzierte im Jahr 2024 mit 111 Windrädern nur circa 200 Megawatt.
Ähnliches zeigt auch der Power-to-X-Atlas des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE. Demnach haben unter anderem Länder mit sehr langer Küstenlinie, wie Chile oder Argentinien, ein hohes Windpotenzial. „Unser Atlas zeigt, dass in vielen Regionen der Welt langfristig große Mengen an Power-to-X-Energieträgern regenerativ produziert und exportiert werden können – wobei es von Standort zu Standort durchaus erhebliche Unterschiede gibt“, erklärt Norman Gerhardt vom Fraunhofer IEE.
Doch Bau, Betrieb und Wartung der ertragreichen Offshore-Parks sind aufwendig. Um die Anlagen an das Stromnetz anzuschließen, müssen beispielsweise Unterseekabel von der Küste zu den Windparks im Meer verlegt werden. Und auch die Wartung der Anlagen muss man mit speziellen Schiffen durchführen. Das macht Offshore-Anlagen so kostenintensiv, dass ihre finanzielle Amortisierungszeit – also die Zeit, die benötigt wird, um die Investitionskosten durch Stromerträge zu decken – zehn bis 15 Jahre beträgt. Das ist fast doppelt so lange wie bei ihren Pendants an Land.
Onshore-Parks brauchen viel Platz
Auch aus diesem Grund befindet sich ein Großteil der deutschen Windkraftanlagen an Land, statt auf dem Wasser. Ende 2023 gab es mit rund 28.000 Onshore-Windrädern fast 20-mal mehr Anlagen an Land als auf See. Mit mehr als 61.000 Megawatt installierter Leistung machten Onshore-Windkraftanlagen rund 26,5 Prozent der Bruttostromerzeugung in Deutschland aus. Ein weiterer Vorteil des ländlichen Standorts: Die produzierte Energie kann direkt da genutzt werden, wo sie produziert wurde.
Allerdings müssen die Abstände zwischen den Windrädern auf dem Wasser, wie an Land oder auch auf dem Wasser sehr groß sein. Oft gilt die Faustregel, dass zwei Windräder in Hauptwindrichtung das Fünffache und in Nebenwindrichtung das Dreifache des Rotordurchmessers voneinander entfernt sein sollten, also etwa 300 und 150 Meter. Ansonsten nehmen sich die Windräder gegenseitig den Wind aus den Segeln.
„Sobald wir sehr viel mehr Turbinen haben, zeigt sich, dass die Windgeschwindigkeit zunehmend reduziert wird und jede Turbine weniger Energie erzeugt“, erklärt Lee Miller vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie. Deshalb benötigen Onshore-Windparks viel Platz. Doch dieser ist in Deutschland ohnehin schon knapp und wird durch Windkraftverbote in der Nähe von Siedlungen oder Naturschutzgebieten sogar noch knapper.
