Was ist eine Windkraftanlage und wie erzeugt sie Strom?

Seit Jahrhunderten schon greifen die Menschen auf die Kraft des Windes zurück, um alltägliche Arbeiten wie das Mahlen von Getreide oder auch ambitionierte Langstreckenreisen per Segelschiff zu absolvieren. Dank modernster Technologien können wir diese Energie mithilfe von Windkraftanlagen inzwischen in Elektrizität umwandeln.

Die Funktionsweise von Windkraftanlagen

Wind entsteht auf der Erdoberfläche oder in einem spezifischen Gebiet durch Luftströmungen, für die sich eine ungleichmäßige Erwärmung der Atmosphäre sowie die Unebenheiten einer Landschaft und die Rotation der Erde verantwortlich zeigen. Bläst der Wind, generiert die damit verbundene Bewegung kinetische Energie.

Windkraftanlagen wiederum funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Sie nehmen die vom Wind erzeugten kinetischen Kräfte auf und transformieren diese in mechanische Energie. Folglich treiben die Strömungen der Luft die Rotoren der Turbine an. Da die Rotoren an einen Generator angeschlossen sind, sorgen deren anhaltende Umdrehungen dafür, dass aus der entstandenen mechanischen Energie Strom wird.

Die beiden Funktionsweisen: Horizontal und Vertikal

Heutzutage sind zwei Grundformen der Turbinen verbreitet:

Horizontale Windkraftanlagen

Die Turbinen, die unser Landschaftsbild prägen, zählen zu den horizontalen Windkraftanlagen – wie riesige, weiße Ventilatoren stehen sie entlang der Küste oder in windreichen Regionen. Für gewöhnlich besitzen horizontale Windkraftanlagen drei Flügelsegmente, die sich hoch in der Luft an einem Mast befinden.

Vertikale Windkraftanlagen

Von vertikalen Windkraftanlagen existieren verschiedene Variationen. Am weitesten verbreitet sind die „Schneebesen“-Turbinen der Darrieus-Bauweise sowie die „Spiralnudeln“ oder Helix-Modelle im Savonius-Stil. Die Anlagen fallen zwar relativ klein aus, können dafür aber Wind aus allen Himmelsrichtungen aufnehmen.

Mit Windturbinen lassen sich diverse Energieziele erreichen

Je nach Verwendungszweck kommen Windkraftanlagen in unterschiedlichen Größen und Produktionsleistungen.

Windkraftanlagen im Versorgungsbereich

Die Leistungsabgabe von Windturbinen im Versorgungsbereich reicht von 100 kW bis zu mehreren Megawatt. Diese Anlagen werden in der Regel in großen Stückzahlen installiert, um so einen Windpark zu bilden, der den Großteil der erzeugten Elektrizität direkt in das Stromnetz einspeist.

Windkraftanlagen im Offshore-Betrieb

Unter Offshore-Betrieb wird der Einsatz von Windturbinen in großen Gewässern wie dem Meer oder einem Binnensee verstanden. Die Konstruktion dieser Anlagen muss massiv und extrem robust ausfallen, damit der starke Meereswind ausgehalten und nutzbar wird. In jüngster Vergangenheit erkunden weltweit immer mehr Regierungen das Potenzial und die Möglichkeiten zur Umsetzung von Offshore-Windkraftanlagen.

Kleinwindkraftanlagen

Windturbinen mit einer Leistung von unter 100 kW und einem Durchmesser von weniger als 16 Metern gelten als Kleinwindkraftanlagen. Die horizontalen oder vertikalen Anlagen sind normalerweise auf Privatgrundstücken an Einfamilienhäusern, landwirtschaftlichen Nutzflächen sowie kleinen Industrie- oder Gewerbegebieten im Einsatz und versorgen Off-Grid- oder abgelegene Standorte mit Strom. Häufig werden Kleinwindkraftanlagen auch mit Hybrid-Systemen kombiniert, die auf andere Energiequellen zurückgreifen.

Dezentrale Windenergie

Dezentrale Windenergie ist eine Form von autonomer Energie, deren Erzeugung und Nutzung auf lokaler Ebene stattfindet. Das bedeutet, die Windkraftanlagen werden genau dort angebracht, wo die Energie verbraucht wird. Die Turbinen selbst speisen die Elektrizität dann vor Ort in das Stromnetz oder in einen Energiespeicher ein.

Leiten Sie Ihre persönliche Energiewende durch die Kraft des Windes ein

Führende Experten sehen Windkraftanlagen und Windenergie im Allgemeinen als eine der wichtigsten Ressourcen für erneuerbare Energien an. Auf der ganzen Welt erforschen etablierte Unternehmen und vielversprechende Start-ups die Möglichkeiten von Windturbinen, die staatliche Projekte, Industriebetriebe sowie Privathaushalte unterstützen.

Vor der eigentlichen Montage der Anlagen sollte überprüft werden, welche Arten von Windturbinen zur Verfügung stehen und unter welchen Voraussetzungen diese am besten funktionieren. Dazu gehört auch, dass Sie sich über die Eigenschaften, das Design, die technische Leistung und die Anwendungsbereiche der Turbinen informieren.

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