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Windkraft

 

Stromerzeugung

Wer eine Windkraftanlage so stehen sieht, für den scheint auf den ersten Blick alles klar: Wind trifft auf die großen Flügel. Diese Bewegungsenergie treibt die Anlage an und ein Generator erzeugt daraus Strom. Nun, das ist zwar gut erklärt, stimmt aber nicht ganz. Das Missverständnis beginnt schon vorher, denn Windenergie ist eigentlich Sonnenenergie. Schließlich sorgt erst die Sonnenwärme für die Bewegung von Luftmassen und damit für den Wind.

Wie aus Wind Strom wird

Wenn es nicht die mechanische Kraft das Windes ist, die für den Antrieb eines Windrades entscheidend ist, was dann? Es ist das am Flügel entstehende Strömungsfeld, das wie bei einem Flugzeug einen Auftrieb erzeugt und so für die Drehbewegung des Windrades sorgt.

Dass Wind erst seit relativ kurzer Zeit zur Stromerzeugung genutzt wird, liegt an einer Reihe von technischen Schwierigkeiten, die vorher gelöst werden mussten: zum Beispiel Größe und Gewicht des Generators. Das Gewicht von Generatoren verhält sich nämlich umgekehrt proportional zur Höhe der Drehzahl – je langsamer sie drehen, desto wuchtiger sind sie. Also mussten schnell laufende Rotoren entwickelt werden. Erfahren Sie hier mehr über Aufbau und Funktion von Generatoren.

Das gelang erst mit der Konstruktion von Windrädern mit weniger Flügeln. Heute sind in der Regel Windräder mit drei Flügeln in Betrieb. Und, zugegeben, sie sehen nicht so aus, als würden sie besonders schnell drehen. Aber wieder ist es aus physikalischer Sicht ein ganzes Stück anders. Es kommt nicht darauf an wie schnell sich ein Rad dreht, sondern welche so genannte Blattspitzengeschwindigkeit ein Rad aufweist, welches Drehmoment es hat.

Dazu misst man die Geschwindigkeit am äußeren Rand eines Flügels. Ein Flügel mit einer Länge von 50 Metern erreicht Blattspitzengeschwindigkeiten bis zu rund 95 Meter pro Sekunde bei einer Drehzahl von 18 Drehungen pro Minute. Ein Rad das sich 15 mal schneller dreht, weil seine Flügel nur 1,7 Meter lang sind, erreicht hingegen nur Blattspitzengeschwindigkeiten von circa 50 Metern pro Sekunde.

Aus diesen Faktoren errechnet man die Schnelllaufzahl des Rotors. Je nach Schnelllaufzahl unterscheidet man Windräder nach Langsam-, Schnell- und mittleren Schnellläufern.

 

Windkraftanlangen nicht unumstritten

Die lange Zeit als saubere Lösung bezeichnetete Windkraft ist in letzter Zeit auch in die Kritik geraten. Denn große Anlagen stellen für viele nicht nur ein optisches Problem hinsichtlich des Landschaftsschutzes dar. Viele Anwohner beklagen die Lärmentwicklung durch die Rotation der Propeller oder den Schattenwurf auf nahe stehende Gebäude.

Aus wirtschaftlicher Sicht hat Strom aus Windkraftanlagen eine andere Qualität als Strom aus Wärmekraftwerken. Denn Windkraftanlagen können nur dann Energie liefern, wenn es ausreichend Wind gibt. Deshalb sind sie nicht für eine Basisversorgung geeignet und können für eine optimale flächendeckende Stromversorgung nur ergänzende Funktion haben.

 

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