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1 Windenergie 1

2 2 Windenergie Wind hat eine ungeheure Kraft. Schon seit ungefähr 1300 Jahren machen sich Menschen die Energie des Windes zu Nutze, um Sägemühlen, Ölmühlen, Kreide- und Getreidemühlen zu betreiben oder um mit einem Segelboot umher zu reisen. Mit Beginn der Industrialisierung im 18./19. Jahrhundert wurden viele Windmühlen durch Dampfmaschinen und Motoren ersetzt. In ländlichen Gebieten Dänemarks wurde schon Ende des 19. Jahrhunderts durch Windenergie Strom erzeugt. Durch die Folgen der Ölkrise 1973 und des gestiegenen Umweltbewusstseins ist diese Form der Energiegewinnung seit 1975 populärer geworden. Heute ist es möglich, umweltfreundlich Energie für viele Haushalte und Fabriken durch Windkraft zu gewinnen. Heute werden durchschnittlich circa 45 % der Windleistung genutzt. Ideale Windräder, die gut auf ihren Standort ausgerichtet sind, könnten theoretisch eine Windleistung von 59 % ausnutzen.

3 3 Wind wird von alters her vom Menschen genutzt. Der Handel über die Weltmeere wurde vor Erfindung der Dampfmaschine ausschließlich mit Segelschiffen durchgeführt; Windräder trieben Wasser pumpen zur Be- oder Entwässerung an und Windmühlen haben das Korn in Europa und der ganzen Welt gemahlen. Noch um 1900 standen Windmühlen allein in Norddeutschland. Erst als Elektrizität überall in Deutschland ausreichend und billig zur Verfügung stand, verschwanden die Windmühlen aus dem Alltag. Seit den fünfziger Jahren haben deutsche Pioniere versucht, diese klimafreundliche und ressourcenschonende Technologie wieder zu beleben. Aber erst die Ölkrisen der siebziger Jahre und das verstärkte Umweltbewusstsein, welches seit den achtziger Jahren vorhanden ist, haben der Windenergienutzung in jüngerer Zeit zur Wiedergeburt verholfen. Moderne Windenergieanlagen nutzen das Auftriebsprinzip anstatt des Widerstandsprinzips. Dem Wind wird also nicht ein Widerstand entgegengesetzt, sondern der Wind erzeugt beim Vorbeiströmen an den Flügeln einen Auftrieb, ähnlich wie beim Flugzeug. Dieser Auftrieb versetzt den Flügel in Rotation. Kann mit dem Widerstandsprinzip dem Wind maximal 12 % der Energie entzogen werden, so sind es beim Auftrieb immerhin 59 %. Im besten Fall erreichen moderne Windenergieanlagen heute schon einen Wirkungsgrad von 50 %, damit sind sie also schon sehr nahe an der maximal möglichen Energieausbeute angelangt. Man kann in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit vier unterschiedliche Betriebsphasen einer Windenergieanlage unterscheiden. Weht der Wind zu schwach, so reicht die in ihm enthaltene Energie nicht aus, die Reibungs- und Trägheitsmomente der Anlage zu überwinden, die Anlage steht still. Ab einer gewissen Windgeschwindigkeit, je nach Anlagentyp bei rund 3 m/s, beginnt die Anlage zu arbeiten. Dabei nimmt die Leistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zu. Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit verachtfacht also die Leistung. Steigt nun die Windgeschwindigkeit weiter an, wird die maximale Nennleistung des Generators erreicht. Bei weiterwachsender Windgeschwindigkeit muss der Leistungsüberschuss weggeregelt werden. Bei modernen Anlagen werden dazu die Rotorblätter aus dem Wind gedreht. Die maximale Leistung der Anlage wird bestimmt von der durchströmten Rotorfläche und ist im Prinzip unabhängig von der Anzahl der Flügel. Text: BMU, Erneuerbare Energien-Innovationen für eine nachhaltige Energiezukunft, S. 65

4 4

5 Quelle: Windenergie 5

6 6 Windenergie und Braunkohle Abbau im Vergleich

7 7 Transport einer Windkraftanlage Für den Transport einer großen Windkraftanlage sind sieben Schwerlasttransporter erforderlich. Der Transporter mit den Rotorblättern hat mit Zugmaschine eine Länge von über 40 Metern. Wegen der Überlänge der Fahrzeuge und ihres hohen Gewichts fahren die Transporte meistens in der Nacht und werden von Polizeifahrzeugen begleitet. Für die Montage der Windkraftanlage werden zwei Kräne benötigt. Der große Raupenkran hat zusammengesetzt ein Gewicht von 500 Tonnen. Er wird in Einzelteile zerlegt von neun Tiefladern transportiert und auf der Baustelle zusammengesetzt. C3%9Fen%20windkraftanlage%20sind%20sieben%20schwerlasttransporter%20erforderlich.% 20&source=web&cd=1&ved=0CCYQFjAA&url=http%3A%2F%2Fgruene-wutachtal.de% 2Fuploads%2Fmedia% 2Fanlagenaufbau.ppt&ei=qEfTTuzEEYfEtAaSkp3LCA&usg=AFQjCNEjO0g707nca2P3BxWUkOXrwsYSrw&cad=r jt Windkraftanlage-Montage-Rotor-a jpg

8 8 WINDENERGIE STARK IM AUFWIND Die Fakten: Zwischen 2000 und 2008 hat sich die Stromerzeugung aus Windkraft mehr als verfünffacht und trägt inzwischen mit über 49 TWh zu rund 8 % der Stromerzeugung in Deutschland bei. Bei Ausschöpfung des Potenzials an Land und auf See kann die Windenergie perspektivisch 30 % der Bruttostromerzeugung in Deutschland decken. Der erste Windpark auf See in Deutschland Alpha Ventus ist 2009 ans Netz gegangen. Windvorranggebiete an Land werden vor allem an der Küste inzwischen größtenteils genutzt - im Binnenland stehen weitere Flächen zur Verfügung. Besonders das Repowering wird zukünftig eine Rolle spielen. Die Erzeugungskosten von Windstrom betragen je nach Standort zwischen 5 und 12 Cent je kwh BMU, Erneuerbare Energien-Innovationen für eine nachhaltige Energiezukunft, S

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