Windpark-Lärm: Die Physik, die in der Genehmigung fehlt

Eine neue Studie aus Renewable Energy zeigt wie Windparks durch auf- und abschwellenden Lärm Schlafstörungen und Krankheiten verursachen. Gestaffelte Parks sind lauter. Die Nacht ist schlimmer als der Tag. Und die Modelle, mit denen Behörden genehmigen, unterschlagen den eigentlichen Effekt.

Eines der wichtigsten Erkenntnisse der Studie steht direkt im Abstract und es lautet: „Diese Phänomene lassen sich mit Modellen, die auf isolierten Turbinen basieren, nicht erfassen.“ Übersetzt: Die Standardmodelle, mit denen Windparks genehmigt werden, sind blind für den Effekt, um den es hier geht. Die Effekte werden einfach nicht berücksichtigt, die Ursachen der gesundheitlichen Schädigungen nicht erfasst.

Die Arbeit stammt von Jules Colas, Ariane Emmanuelli, Didier Dragna (alle École Centrale de Lyon) und Richard J.A.M. Stevens (University of Twente) mit dem Titel „Modeling wind farm noise emission and propagation: Effects of flow and layout„ (Modellierung der Lärmemissionen und -ausbreitung von Windparks: Auswirkungen von Strömung und Anordnung) und erschien in Renewable Energy, Band 273, im Oktober 2026 (Originalarbeit). Sie ist methodisch sauber und sie liefert genau die Physik, die die politische Debatte über Windkraft-Lärm seit Jahren vermissen lässt.

Was hier gerechnet wurde

Die Autoren koppeln drei Simulationswelten:

• Large-Eddy-Simulation (LES) für das Strömungsfeld — 400 × 220 × 96 Gitterpunkte, 15 Meter Auflösung, Turbinen als Aktuator-Scheiben modelliert
• Amiet-Strip-Theorie für die Schallquelle — jedes Rotorblatt in 8 Segmente zerlegt, Turbulenz-Einlauf-Lärm (TIN) und Hinterkanten-Lärm (TEN) getrennt berechnet
• Wide-Angle Parabolic Equation (WAPE) für die Ausbreitung — inklusive Boden-Impedanz (variable-porosity-Modell) und atmosphärischer Refraktion

Gerechnet wird für ein 4 × 4-Turbinen-Feld in zwei Anordnungen — ausgerichtet (aligned) und gestaffelt (staggered) — plus eine Einzelturbine als Referenz. Turbinendurchmesser: 120 Meter. Nabenhöhe: 90 Meter. Die gestaffelte Anordnung ist die realistischere, weil sie Nachlauf-Interferenzen zwischen Nachbarturbinen reduziert. Es handelt sich also sogar um wesentlich kleinere Anlagen als die derzeitigen Neubauten.

Die Autoren wählen bewusst eine stabile atmosphärische Grenzschicht mit einer konstanten Kühlrate von CL = −0,2 K/h am Boden. Begründung im Text: „Diese atmosphärischen Bedingungen wurden ausgewählt, da sie typischerweise das ideale Szenario für die AM-Ausbreitung und die Schallbrechung in Windrichtung darstellen, was letztlich zu einem Worst-Case-Szenario hinsichtlich der Lärmbelästigung führt.“

Das ist die nächtliche Inversionslage. Genau die Bedingung, unter der sich Schall am Boden fängt, unter der Anwohner nachts wach liegen und die bei Genehmigungen in der Regel nicht berücksichtigt werden.

AM = Amplitudenmodulation: Das ist das periodische An- und Abschwellen der Lautstärke eines Windrads, während sich die Rotorblätter drehen — das akustische „Wummern“ oder „Pulsieren“, das Anwohner als besonders störend beschreiben.

Die Zahlen: Gestaffelt schlägt ausgerichtet — und zwar deutlich

Befund 1: Die Anordnung entscheidet

• Ausgerichtet: Starke Nachlauf-Effekte, große Schwankungen zwischen den Reihen. Die erste Reihe emittiert am meisten, die zweite am wenigsten (weil die Windgeschwindigkeit einbricht), die dritte und vierte erholen sich wieder.
• Gestaffelt: Die Turbinen laufen bei höheren Windgeschwindigkeiten, weil der Abstand größer ist und sich der Nachlauf weniger staut. Ergebnis: mehr Schall insgesamt.

Die Autoren formulieren es trocken: Die letzten beiden Reihen im gestaffelten Layout produzieren „deutlich mehr Schall als im ausgerichteten Fall.“

Befund 2: Der Lärm im Lee

Die aggregierte Auswertung (Fig. 13) zeigt für den gestaffelten Park +3 dBA im Überdruckpegel im Lee, wo die Wohnhäuser stehen. Davon entfallen etwa 1,5 dBA auf die höhere Emission der Turbinen selbst — der Rest auf die Propagations-Fokussierung durch die Nachlauf-Walzen.

3 dBA klingen harmlos. Sind sie nicht. Eine Erhöhung um 3 dB entspricht einer Verdopplung der Schallintensität. Und sie liegt in dem Bereich, in dem aus „hörbar“ ein „störend“ wird.

Befund 3: Die Amplitudenmodulation — der eigentliche Übeltäter

Die Amplitudenmodulation (AM) — das periodische An- und Abschwellen des Tons, das „Wummern“ — erreicht im gestaffelten Layout 2 dBA bei etwa 2,5 Kilometern Entfernung im Lee.

Die Autoren zitieren die Wahrnehmungsschwelle von 1 dBA nach Nguyen et al. (2021). Der gestaffelte Park übertrifft sie also um das Doppelte.

Und im ausgerichteten Layout? 1 dBA. Genau an der Kante.

Befund 4: Das Beating — der niederfrequente Schlag

Und dann ist da noch der Beating-Effekt, beschrieben erstmals von G.P. van den Berg in seiner klassischen Arbeit „The beat is getting stronger“ (Noise Notes 4, 2005).

Das Phänomen: Turbinen in einem Park drehen mit leicht unterschiedlichen Drehzahlen. Die Signale überlagern sich und erzeugen eine Schwebung — ein niederfrequentes Pulsieren mit einer Hüllkurve, die unter der Blattdurchgangsfrequenz liegt. Der Text beschreibt es so:

„Dieser Effekt tritt auf, wenn die Beiträge der Turbinen ähnliche Größenordnungen aufweisen und ihre Drehzahlen nahe beieinander liegen, wodurch ein Signal entsteht, das durch eine im Vergleich zur Blattdurchlauffrequenz niederfrequente Hüllkurve moduliert wird.“

Die Simulation ergibt AM-Werte von 4 dBA bis unter 2 dBA an den Lee-Positionen — weit über der Wahrnehmungsschwelle.

Und van den Berg hat vor über zwanzig Jahren schon den entscheidenden Punkt gemacht: Das Beating ist atmosphärisch instabil. Es tritt auf, während einer Inversion — also nachts. Tagsüber verschwindet es. Die Anwohner beschreiben es als „dumpfes Pochen“, das sie nicht einordnen können, weil es intermittiert.

Die gesundheitliche Dimension

Jetzt kommen wir zum Kern. Was bedeutet das für die Menschen, die in der Nähe von so einem Park wohnen?

Das falsche Maß

Die Regulatorik misst traditionell den energieäquivalenten Dauerschallpegel (Leq​)— ein Mittelwert über die Zeit. Das ist akustisch bequem und gesundheitlich nahezu wertlos für das, was hier passiert.

Denn: Ein gleichmäßiges Rauschen von 35 dBA lässt sich wegdenken. Ein intermittierendes 2-dBA-Pulsieren bei 1–2 Hz ist eine andere Sache. Es durchdringt Wände (niedrige Frequenzen haben kaum Dämmung), es ist unvorhersehbar, und es steht aus dem Hintergrund heraus.

Die Autoren zitieren die relevante Forschung dazu:

• Ioannidou, Santurette & Jeong (2016) zeigen in „Effect of modulation depth, frequency, and intermittence on wind turbine noise annoyance“, dass Modulationstiefe und Intermittenz die Belästigung treiben, nicht der Mittelungspegel.
• Lee, Kim, Choi & Lee (2011) bestätigen in „Annoyance caused by amplitude modulation of wind turbine noise“ die AM als Schlüsselvariable.
• Müller et al. (2025) liefern mit „Wind turbine noise annoyance – An interdisciplinary three-year field study“ eine dreijährige Feldstudie, die die Belästigung in der realen Nachbarschaft dokumentiert.

Und die Autoren machen den entscheidenden Satz zum Beating:

„Diese Schwankung führt zu einer zusätzlichen Variabilität, da der AM-Effekt selbst intermittierend und manchmal wahrnehmbar ist. Intermittierende Geräusche fallen in der Regel stärker auf als kontinuierliche, insbesondere wenn sie sich vom Hintergrundgeräusch abheben.“

Das ist Psychoakustik-Grundlagenwissen — und es wird von der geltenden Genehmigungspraxis ignoriert.

Der Schlaf

Die stabile Nachtgrenzschicht ist der worst case — und die Autoren wählen sie bewusst. Das ist der Zeitraum, in dem der Mensch sich erholen soll. Ein intermittierendes Pochen, das die Wahrnehmungsschwelle um das Doppelte überschreitet, ist eine Schlafstörung mit Ansage.

Die Gesundheitsfolgen von chronischem Schlafentzug sind seit Jahrzehnten dokumentiert: kardiovaskuläre Belastung, Immunsuppression, kognitive Einbußen. Wer nachts neben einem gestaffelten Park mit 2 dBA AM lebt, riskiert mehr als nur gereizte Nerven.

Die Physik ist bewiesen. Die Gesundheitsfolgen sind plausibel. Die Regulierung ignoriert sie.

Die Genehmigungsdimension: Die blinde Stelle

Die Autoren erwähnen explizit, dass frühere Optimierungsstudien „stützen sich in der Regel auf die Modellierung von Punktquellen und grundlegende Ausbreitungseffekte wie Bodenreflexion und atmosphärische Absorption, ohne die durch die Strömung verursachte Refraktion zu berücksichtigen.“

Punktquellen-Modelle. Grundreflexion. Atmosphärische Absorption. Und keine Strömungsrefraktion.

Das ist der Standard, mit dem in vielen Ländern Windparks genehmigt werden. Und die Arbeit zeigt: Genau die Strömungsrefraktion erzeugt die Fokussierung, die die 3 dBA im Lee und die 2 dBA AM ausmacht.

Die Autoren formulieren die Konsequenz:

„Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, bei der Vorhersage der akustischen Auswirkungen die Strömungsverhältnisse im gesamten Windpark zu erfassen.“

Und weiter:

„Die Ergebnisse untermauern die Notwendigkeit, realistische Strömungsfelder in akustische Modelle einzubeziehen, und bilden die Grundlage für genauere Lärmauswirkungsbewertungen, die für die Planung von Windparks, die Genehmigungsverfahren und die Akzeptanz in der Öffentlichkeit von entscheidender Bedeutung sind.“

Wer weiter mit Einzelturbinen-Modellen rechnet, rechnet am Problem vorbei.

Die Finanzierung

Die Arbeit wurde vom European Research Council (Grant No. 101124815, Horizon Europe) und vom französischen ANR über die LABEX-CeLyA-Struktur finanziert. Die Arbeit ist methodisch einwandfrei.

Aber es ist ein Ökosystem: Die Energiewende-Förderung finanziert die Forschung, die die Energiewende evaluiert. Die Fragestellung lautet nie „Sollten wir das überhaupt?“, sondern immer „Wie optimieren wir, was beschlossen ist?“

Und ein Detail am Rand: Die Daten sind „available upon request to the authors“. Kein offenes Archiv. Nachprüfbar nur, wer die Autoren fragt. Das ist der Standard in der Aeroakustik — aber es ist keine offene Wissenschaft.

Was die Arbeit offen lässt

Seriöse Analyse heißt auch: die Lücken benennen.

Die ungeklärte Abstands-Frage

Es fehlen noch weiter wichtige Forschungen, so die Autoren:

„Zwar erleichtert ein größerer Abstand der Turbinen in Fließrichtung die Erholung aus dem Nachlauf und führt zu höheren Geräuschpegeln bei den stromabwärts gelegenen Turbinen, doch sind die konkreten Auswirkungen auf die Amplitudenmodulation in Windrichtung noch unklar und sollten weiter untersucht werden.“

Übersetzt: Wir wissen nicht, ob mehr Abstand das Wummern löst. Die Branche baut Parks nach Faustregeln — und diese Faustregeln sind, was das AM-Problem angeht, ungeprüft.

Der stabile Grenzschicht-Vorbehalt

Die Autoren räumen ein, dass instabile oder neutrale Bedingungen die Fokussierung abschwächen würden — aber möglicherweise die AM durch zusätzliche Turbulenz verstärken.

Der Sprung zur Realität

Und der wichtigste Vorbehalt:

„Schließlich würde der Übergang vom akademischen Fallbeispiel zum realen Windpark es ermöglichen, diese Methodik anzuwenden, um den Einfluss der atmosphärischen Bedingungen auf den beobachteten Lärmpegel und die Amplitudenmodulation weiter zu analysieren.“

Das ist ein akademischer Fall. 4 × 4 Turbinen, idealisierte Topographie, ein einziger Atmosphärenzustand. Ein echter Park hat 50, 100, 200 Turbinen, Hügel, Wald, wechselnde Winde.

Aber: Wenn schon der idealisierte Fall 2 dBA Amplitudenmodulation zeigt, was zeigt dann der reale?

Und nicht zu vergessen: Modelliert wurden sehr kleine Windräder mit 120 Metern Durchmesser und Nabenhöhe 90 m, gebaut werden solche mit 175 m und Nabenhöhen von 200 m und mehr. Die Amplituden sind größer und die Amplitudenmodulation auch, der Schaden entsprechend stärker für die in der Nähe und weiteren Umgebung wohnenden Menschen.

Quellen

Colas, J., Emmanuelli, A., Dragna, D. & Stevens, R.J.A.M. (2026): Modeling wind farm noise emission and propagation: Effects of flow and layout. Renewable Energy 273, 126052. doi.org/10.1016/j.renene.2026.126052

Nguyen, P.D., Hansen, K.L., Catcheside, P., Hansen, C.H. & Zajamsek, B. (2021): Long-term quantification and characterisation of wind farm noise amplitude modulation. Measurement 182, 109678. doi.org/10.1016/j.measurement.2021.10967

van den Berg, G.P. (2005): The beat is getting stronger: The effect of atmospheric stability on low frequency modulated sound of wind turbines. Noise Notes 4, 15–40. doi.org/10.1260/147547005775071700

Ioannidou, C., Santurette, S. & Jeong, C.-H. (2016): Effect of modulation depth, frequency, and intermittence on wind turbine noise annoyance. Journal of the Acoustical Society of America 139, 1241. doi.org/10.1121/1.4941457

Lee, S., Kim, K., Choi, W. & Lee, S. (2011): Annoyance caused by amplitude modulation of wind turbine noise. Noise Control Engineering Journal 59, 38–46. doi.org/10.3397/1.3531797

Müller, F.J.Y. et al. (2025): Wind turbine noise annoyance – An interdisciplinary three-year field study. Environment International 202, 109614. doi.org/10.1016/j.envint.2025.109614

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