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Windkraft
Wind ist - wie Sonne, Wasser oder Biomasse - eine erneuerbare Energiequelle. Bereits im 1. Jahrtausend vor Christus wurde Windenergie in nutzbare Energieformen umgewandelt. Seit dem 12. Jahrhundert setzten die Menschen in Europa Windmühlen zur Verrichtung von mechanischer Arbeit ein.
So funktioniert ein Windrad
Ein Windrad wandelt die kinetische Energie des Windes mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie um. Der Wirkungsgrad einer klassischen Windkraftanlage liegt gegenwärtig bei knapp 50 Prozent.
Unsere Animation zeigt, wie das genau funktioniert. Im Anschluss können Sie einen eigenen kleinen Windpark bauen und eine Stadt mit Strom versorgen. Los geht's!
Wie viel Strom erzeugt wird, hängt vor allem von der Windgeschwindigkeit ab. Die meisten Windkraftanlagen verfügen über drei Rotorblätter. Das bewirkt eine gleichmäßige Massenverteilung und damit einen stabilen Rundlauf. Damit sie überhaupt zum Drehen gebracht werden, sind Windgeschwindigkeiten von mindestens 2,5 bis 12 Metern pro Sekunde nötig. Ab einer Geschwindigkeit von 25 Meter pro Sekunde, also 90 Stundenkilometern, werden die Anlagen aus Vorsicht vor Sturmschäden abgeschaltet.
Ausschlaggebend ist auch die Höhe der Anlage. Je höher, desto mehr und gleichmäßiger weht der Wind und desto mehr Strom kann schließlich erzeugt werden.
Um eine bedarfsgerechte Stromversorgung zu gewährleisten, können Windkraftwerke aber nur im Verbund mit anderen Kraftwerken betrieben werden. Durch die Unregelmäßigkeit der Windenergie müssen Kraftwerke vorgehalten werden, um die schwankende Stromeinspeisung durch schnelles Nachregeln zu kompensieren.
Windkraft weltweit
Forscher haben errechnet, dass mit einem globalen Netz von Windkraftwerken der weltweite Energiebedarf gedeckt werden kann. Im Jahr 2022 waren nach Angaben des Global Wind Energy Council weltweit 906 Megawatt (MW) Windleistung installiert. 77,6 Gigawatt Leistung wurden 2022 neu ans Netz angeschlossen. Das sind 9 Prozent mehr als 2021.
In Deutschland nahm im Jahr 1987 die erste Windkraftanlage an der Westküste Schleswig-Holsteins ihren Betrieb auf. Zu Jahresbeginn 2023 standen hierzulande insgesamt 29.982 Windkraftanlagen. Sie hatten einen Anteil von 23,7 Prozent des erzeugten Stroms.
Top 5 neu installierte Leistung weltweit 2022
- China
- USA
- Brasilien
- Deutschland
- Schweden
In China wird derzeit das größte Windrad der Welt mit einer Maximalleistung von 18 Megawatt gebaut. Es soll pro Jahr 74 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen und damit 40.000 Haushalte versorgen. Der Turm der Anlage ist 150 Meter hoch, der Rotor misst einen Durchmesser von 260 Metern.
Vertikale Windräder
Neben den gängigen horizontalen Windrädern gibt es auch Rotoren mit einer vertikalen Achse. Ihr Vorteil besteht vor allem darin, dass der Generator und andere technisch nötige Teile am Boden platziert werden können. Außerdem sind sie von der Windrichtung meist unabhängig. Die bisher im Einsatz befindlichen Windräder mit vertikaler Achse haben allerdings einen entscheidenden Nachteil: Ihr Wirkungsgrad liegt weit hinter den horizontaler Anlagen zurück.
Offshore-Windparks
Ein Großteil der europäischen Windenergie stammt heute noch aus Anlagen auf dem Land. Doch Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee bergen großes Potenzial. 2022 waren vor den deutschen Küsten insgesamt 1.539 Offshore-Windenergieanlagen mit zusammen rund 8,1 Gigawatt (GW) installierter Leistung am Netz. Davon haben 38 Anlagen erstmals in das Stromnetz eingespeist.
Offshore-Windparks bieten wesentliche Vorteile: Sie werden einerseits in der Bevölkerung besser akzeptiert und andererseits ist die Windausbeute auf dem offenen Meer höher, da die Winde stärker und gleichmäßiger wehen. Dies könnte langfristig zu niedrigeren Kosten in der Stromerzeugung führen. Zudem erzeugt ein einzelnes Offshore-Windrad heute mehr Strom als früher ganze Parks: Leistungen von über zehn Megawatt sind mittlerweile geläufig.
Allerdings stellen Offshore-Windparks auch große Herausforderungen an Technik und Material. Die Windenergieanlagen werden in bis zu 40 Meter Wassertiefe aufgestellt. Sie liegen bis zu 100 Kilometer vor der Küste, so dass der erzeugte Strom über eine lange Anbindung an das Stromnetz zum Verbraucher transportiert werden muss.
Windkraft in der enviaM-Gruppe
envia THERM im Aufwind
envia THERM betreibt 46 Windkraftanlagen in 16 Windparks mit einer elektrischen Gesamtleistung von 107 Megawatt.
Der Windpark Lützen in Sachsen-Anhalt ist nach abgeschlossener Erweiterung mit fünf Windrädern und mehr als 60 Megawatt die leistungsstärkste und modernste Windkraftanlage zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Anlagenportfolio der envia THERM. Bei durchschnittlicher Laufzeit können allein durch diesen Windpark rund 24.000 Haushalte pro Jahr mit Strom versorgt werden.
