Windenergie
Windmühlen bestimmen seit jeher das Landschaftsbild der Menschheit. Der Vorläufer der heutigen Windkraftanlagen nutzt bereits seit Jahrhunderten die kinetische Energie des Windes. An geeigneten Stellen errichtet, speisen Windkraftanlagen einen großen Anteil an regenerativer Energie ins Stromnetz. Durch die enorme Windenergie, die täglich vorhanden ist, kann ein Großteil des Energiebedarfs weltweit gedeckt werden.
Windenergie – Standortfrage
Im Grunde können Windkraftanlagen auf der ganzen Welt errichtet werden. Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Ertrag ist zunächst natürlich ein starker Wind. Je stärker, schneller (also auch dichter) und konstanter die Windenergie ist, desto höher ist die Stromerzeugung. Dies tritt besonders in Küstennahen und flachen Gebieten auf, oder aber auch direkt auf dem Meer. Durch nicht vorhandene Infrastruktur oder extreme Kälte fallen einige Gebiete schon im Vorfeld weg. Auch in dicht besiedelten Gegenden liefert ein Windrad im Zweifel nicht genügend Leistung.
Windenergie – Stromerzeugung
Die allgemein bekannten modernen Windkraftanlagen bestehen aus einem Rotorblatt, mit einer Nabe befestigt und dem Getriebe verbunden. Der Wind bewegt das Rotorblatt (zwischen 40 und 90 Meter Durchmesser), sodass dieses wiederrum den Generator antreibt. Der Turm ist in der Regel 100-120 m hoch. Die Windrichtungsnachführung sorgt dafür, dass sich das Rotorblatt gegen den Wind richtet, sodass sich eine Anlage stets den Windbedingungen anpasst.
Der Generator erzeugt Wechselstrom, könnte also direkt ins Stromnetz eingespeist werden. Da der Strom jedoch in Frequenz und Höhe schwankt, wird er zunächst in Gleichstrom gewandelt, um dann wieder in Wechselstrom zurückgewandelt zu werden.
Da sich Windkraftanlagen im Vergleich zu anderen Stromerzeugern (v.a. Kohle-/Atomkraftwerke) sehr leicht abschalten lassen, wird beim Stromüberschuss zuerst die Windkraftanlage abgeschaltet, da sich die Energie nicht speichern lässt. Zudem bedürfen die Anlagen einer hohen Wartung, sodass sie häufig nicht im Betrieb sind.
Windenergie – Windparks
Häufig sind mehrere Windkraftanlagen in einem sogenannten Windpark angesammelt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Anlagen nicht über das ganze Land verteilen und so das Landschaftsbild beeinträchtigen, sondern konzentriert auf eine Fläche Strom erzeugen. So entsteht jedoch häufig ein Energieüberschuss, der vom Stromnetz nicht aufgenommen werden kann. Aktuell besitzt der weltweit größte Windpark in Texas eine Leistung von 780 MW.
Offshore-Windparks haben den Vorteil, dass durch die höhere Windenergie auf See auch mehr Strom produziert werden kann. Allerdings sind Anlagen im Meer aufgrund der extremeren Wetterbedingungen aufwendiger als die auf dem Land. Zudem muss der Strom über weite Strecken transportiert werden.
Windenergie – Umweltauswirkungen
Die hohe Anzahl an WKA hat nicht nur unmittelbare Auswirkungen auf das Landschaftsbild, sondern auch auf die Umwelt. Während die Gefahr für die Vögel oder Fledermäuse vernachlässigbar ist, könnten Offshore-Anlagen Kollisionen mit Schiffen nach sich ziehen. Auch die Geräuschentwicklung unter Wasser beeinträchtigt das Leben im Meer.
Neben den Geräuschen der Rotorblätter wird der Schattenwurf von Anlagen (im Betrieb) als störend für angrenzende Wohnhäuser empfunden. Per Gesetz wird dieser Schattenwurf auf 30 Stunden im Jahr und 30 Minuten pro Tag begrenzt.
Windenergie – Stromanteil
Aktuell werden in Deutschland etwa 6 % der Stromerzeugung mit der Windkraft gedeckt. Da sich der Großteil der großen Windparks noch in Planung oder im Bau befinden, kann mit einer Steigerung des Anteils gerechnet werden. Wind ist in der Regel keine zuverlässige Energiequelle. Man kann nicht vorhersagen, wann genügend Wind weht, sodass Windkraftanlagen niemals den gesamten Stromverbrauch decken könnten. Daher kann Windkraft nur im Zusammenspiel mit anderen Energieerzeugern erfolgreich sein.