Windenergie: Technische Grundlagen und aktuelle Fakten

Windenergie ist unangefochten die Nummer 1 unter den erneuerbaren Energien – kein Wunder, denn die Vorzüge der Windnutzung sind überzeugend. Wind ist wie Sonne in der Natur vorhanden – und weht auch nachts. Für Länder wie Deutschland hat Windenergie eine große Bedeutung.

Windenergieanlagen: Die Motoren der Windkraft

Dank komplexer Windenergieanlagen kann Wind für die Erzeugung von Strom genutzt werden. Grundsätzlich werden zwei Anlagenarten unterschieden:

  • Horizontalläufer
  • Vertikalläufer

Bei Horizontalläufern handelt es sich um Windenergieanlagen mit ausladenden Rotoren, die sich auf horizontalen Achsen befinden. Diese Anlagenart bringt viele Vorteile mit sich – sie zeichnet sich zum Beispiel durch ihre hohe Wirtschaftlichkeit aus. Aus diesem Grund prägen heutzutage die Horizontalläufer das Bild der Windparks. Weitere Vorzüge sind:

  • Erprobte Technik
  • Effektive Leistung
  • Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis

Nachteilig an den Horizontalläufern ist jedoch die hohe Lärmbelästigung. Gerade wenn Wohngegenden in der Nähe sind, können die Windenergieanlagen einen Störfaktor darstellen. Bei den Vertikalläufern dreht sich der senkrecht stehende Rotor um die eigene Achse. Auch diese Art der Windenergieanlage bietet einige Vorteile:

  • Turm/Mast
  • Gondel
  • Rotorblätter
  • Getriebe
  • Generator
  • Messinstrumente
  • Windrichtungsnachführung

Die Funktionsweise der Windenergie ist komplex. Innerhalb der Gondel, die auf dem Turm sitzt, befinden sich Getriebe und Generator der Windenergieanlage. Drehen sich die Rotorblätter, wandelt der Generator diese Bewegung in Strom um. Um sich dies vorzustellen, hilft der Vergleich mit einem Fahrraddynamo – statt mit Muskelkraft funktioniert die Windkraftanlage aber eben mit Wind. Dank der Achsenrotoren dreht sich die Anlage immer zum Wind – ähnlich wie eine Sonnenblume, die sich immer nach der Sonne ausrichtet. Eine Windfahne ermittelt stets die Windrichtung und das Anemometer die Windstärke.

Windenergieanlagen lassen sich in allen Klimazonen aufstellen und nutzen. Sie werden entweder im Meer (Offshore) oder an Land (Onshore) errichtet. Die Windparks in der Nordsee sind zum Beispiel Offshore-Gebiete. Hauptsächlich werden Windparks in Küstennähe und auf Bergen eingerichtet, da das Windaufkommen dort am stärksten ist. Problematisch ist allerdings, dass es genau in diesen Gebieten schwierig ist, Anlagen zu konstruieren. Dieses Problem gibt es bei anderen erneuerbaren Energien nicht in diesem Ausmaß – Solaranlagen sind beispielsweise wesentlich einfacher zu installieren.

Windenergie: Welche Vorteile und Nachteile gibt es?

Ökostrom ist und bleibt ein wichtiges Thema. Schon seit Jahrhunderten nutzen Menschen die Kraft des Windes – zum Beispiel mittels Windmühlen, um Getreide zu mahlen. Seit dem 19. Jahrhundert wird die Windenergie auch zur Stromerzeugung genutzt. Sowohl auf dem Festland als auch im Meer und besonders in Küstennähe werden heutzutage gigantische Windparks errichtet, um die Stromgewinnung voranzutreiben. Besonders für schwächere Gebiete sind Windparks vorteilhaft, denn es entstehen dort viele Arbeitsplätze. Mit der Nutzung der Windenergie gehen Nachteile und Vorteile einher. Hier ein Überblick:

Die Vorteile der Windenergie

  • Strom aus Windenergie ist vergleichsweise günstig
  • Strom aus Windenergie kann immer erzeugt und muss nicht importiert werden
  • Materialaufwand ist im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien gering
  • Keine schädlichen Emissionen

Die Nachteile der Windenergie

  • Kritisch im Hinblick auf Landschaftsschutz und unter ästhetischen Gesichtspunkten
  • Wechselhaftes Windaufkommen
  • Starker Ausbau der Netze erforderlich
  • Windenergie gegenwärtig noch nicht speicherbar

Trotz der Nachteile ist die Windenergie ein wachsender Sektor. Zu den wichtigsten Windenergie-Herstellern gehören Unternehmen wie Goldwind, Enercon, Siemens Wind Power und GE Wind Energy. An der Spitze der Unternehmen steht Vestas Wind Systems A/S, die bereits seit 1979 auf dem Markt sind und einen Umsatz von 8,42 Milliarden Euro erzielen.

Windenergie in Deutschland und weltweit

Innerhalb Europas ist Deutschland der Staat mit der höchsten Windenergieleistung (ca. 50.000 Megawatt, Stand 2016). Auch wenn es um die Neuinstallation von Windparks geht, ist Deutschland der Spitzenreiter. Im Jahr 2016 lieferten die mehr als 28.000 Windenergieanlagen rund 12 Prozent des insgesamt erzeugten Stroms.

2000 befand sich Deutschland noch weltweit an der Spitze des Windmarktes – dicht gefolgt von Spanien, Dänemark, Italien und Indien. In den Jahren darauf wurden die asiatischen Länder immer wichtiger für die Windenergie – seit 2016 ist China sogar die wichtigste Nation. Doch die USA sind der Volksrepublik dicht auf den Versen und nehmen noch vor Deutschland den zweiten Rang ein. Auch Indien und Brasilien sind inzwischen wichtige Länder für die Windenergiebranche.