Die Windturbine dreht sich nicht, aber warum?

Die Windturbine dreht sich nicht, aber warum?

Was Windturbinen angeht, erwarten viele, dass sie sich immer drehen. In Wirklichkeit ist dies nicht immer der Fall. Da Windturbinen Strom durch die Energie ihrer Bewegung erzeugen, führt es zur Frage: Ist es nicht sinnlos, dass Windturbinen sich nicht drehen?

Es ist nur sinnlos wenn man sich nur die Stromherstellung anschaut. In Realität ist der Stillstand von Windturbinen normal und manchmal sogar notwendig.


4 Erklärungen für den Stillstand einer Windturbine

Wenn sich eine Windturbine nicht dreht, ist das meist auf einen der vier folgenden Gründe zurückzuführen:


1. Es gibt gar keinen Wind.

Manchmal ist es so einfach: Es weht kein Wind, welcher die Windturbine überhaupt antreiben könnte. Üblicherweise ist das bedingt durch tägliche oder auch saisonale Schwankungen der regionalen Windverhältnisse. In manchen Fällen jedoch verliert der Wind seine Kraft an nahe stehenden Gebäuden oder anderen Hindernissen, bevor er die Turbine antreiben könnte.

Solche Umweltverhältnisse sind ausschlaggebend dafür, wie viel kinetische Energie aus dem Wind der Turbine zur Verfügung steht. Eine Windturbine, die für eine gewisse Leistung unter optimalen Bedingungen ausgelegt wurde, kann dieses Potenzial aufgrund mangelnder Verhältnisse womöglich niemals voll ausschöpfen. Der Unterschied zwischen optimalem und realem Output wird durch den Kapazitätsfaktor beschrieben.

Steht eine Windturbine allerdings zu oft still, ist der Standort höchstwahrscheinlich nicht sorgfältig evaluiert worden.


2. Der Wind ist zu langsam.

Die meist sehr große Maße einer Windturbine wird erst ab einer gewissen Windgeschwindigkeit in Bewegung versetzt. Dieses Minimum wird Anlaufgeschwindigkeit genannt. Es gibt an, ab welcher Windgeschwindigkeit die Luft den mechanischen Widerstand der Turbine übersteigt, und folglich anfängt sich zu drehen. Diese Geschwindigkeit unterscheidet sich von Turbine zu Turbine, da sie von vielen Faktoren wie Rotorlänge, Form, Winkel des Rotors, Getriebe, Generator und Abnutzung abhängt.

Da die Windgeschwindigkeit ausschlaggebend für die menge an Strom, der hergestellt wird, ist, ist die Leistung einer Windturbine, die unter geringem Wind arbeitet, klein bis vernachlässigbar. Trotzdem wird Strom über viel längere Zeiträume hergestellt, was sich addiert. Folglich ist es immer besser wenn eine Windturbine eine möglichst niedrige Anlaufgeschwindigkeit hat. Dadurch wird der Zeitraum, in dem die Windturbine stillsteht und den Wind nicht nutzt, minimiert.

Für manche großen Windturbinen,die einen hohen Trägheitsmoment des Rotors haben, ist es eine komplett andere Situation. Die anlaufgeschwindigkeit für diese Turbinen ist so hoch, dass sie von selbst anlaufen zu lassen eine Verschwendung des verfügbaren Windes ist. Deswegen wird oft ein Elektromotor verwendet, um den Rotor in Bewegung zu versetzen und dadurch anzufangen die Energie viel langsamerer Winde zu nutzen, anstatt auf ausreichend starke Winde zu warten, die die Turbine zum laufen bringen würden.


3. Der Wind ist zu stark.

Windturbinen brauchen genug Wind um zu funktionieren, aber zu viel Wind ist auch nicht hilfreich. Windturbinen können nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit sicher laufen, welche “cut-off” Geschwindigkeit genannt wird. Jeglicher stärkerer Wind als das Limit ist zu viel für den Mechanismus und Stellt eine Gefahr für Maschine und Menschen dar.

Um das Risiko der Überlastung zu vermeiden, sind die meisten Windturbinen und Generatoren mit Sensorik und Bremsen ausgestattet. Diese Werkzeuge ermessen die Maximalbelastung im Vergleich zu der Windgeschwindigkeit und entscheiden, wann das Gerät abgeschaltet werden muss.

In manchen Fällen kann der Rotor so Angestellt werden, dass der Wind keine Rotation erzeugt. In anderen Anlagen wird der Generator vom Rotor getrennt, sodass, trotz der Rotation des Windrads im starken Wind, der generator abgeschaltet wird und so nicht überlastet wird.


4. Die Turbine wird repariert.

Da es fast unmöglich ist Instandhaltungsarbeiten an einer Windturbine durchzuführen, während sie arbeitet, müssen Windturbinen zur Reparatur und planmäßiger Instandhaltung abgeschaltet werden. Regelmäßige Untersuchungen und Instandhaltungsarbeiten können sicherstellen, dass es sich um die Abnutzung gekümmert wird, bevor es zu Defekten und Unfällen kommt.

Eine Windturbine muss mehrmals im Jahr nach Mängeln untersucht werden, in Abhängigkeit vom Alter der Turbine und den Wetterverhältnissen, denen sie Ausgesetzt ist. Instandhaltungsarbeiten können mehrere Stunden bis Tage dauern. Dies wird in der “Verfügbarkeit” der Windturbine widergespiegelt, welche die Zeit darstellt in der eine Windturbine bereit ist zu arbeiten. Wenn die Verfügbarkeit einer Windturbine 90% im Jahr beträgt, zeigt es an, dass 10% der Zeit die Windturbine, unabhängig davon ob der Wind weht, nicht funktionstüchtig ist. Verfügbarkeit wirkt sich folglich auf den Energieertrag einer Windturbine aus.

Es ist okay wenn Windturbinen sich nicht immer drehen

Egal wie gern wir es hätten, dass Windturbinen pausenlos erneuerbaren Strom herstellen, ist es wichtig zu verstehen wieso und wie wichtig der Stillstand von Windturbinen ist. Das Verständnis warum Windturbinen stillstehen könnte ihnen helfen den möglichen Windertrag eines Ortes besser einzuschätzen. Am Ende ist es trotzdem so wie es Ovid schon sagte: Was keine Pause kennt, ist nicht dauerhaft.

Mehr zum Thema

 

Generatoren in Kleinwindkraftanlagen - Teil 1: Die Grundlagen

Seit etwa fünfzig Jahren ist es technisch möglich, die in Wind enthaltene Energie mithilfe von Windkraftanlagen in elektrischen Strom umzuwandeln. Die Aufgabe eines Generators besteht darin, die mechanische Energie der sich drehenden Rotorflügel in elektrische Energie umzuwandeln.

WindEurope: Wie viel Strom wird in Europa durch Windenergie erzeugt?

2019 wurde das Leistungsvermögen der Windenergie in Europa durch die Installation neuer Anlagen um 15,4 GW auf insgesamt 205 GW erhöht. Doch wie viel Energie wird wirklich jeden Tag produziert? Wie viel Strom kann durch Windkraft entstehen? Die Organisation „WindEurope“ widmet sich diesen Fragen und verfolgt die Stromerzeugung in Echtzeit.

Kann Windenergie wirklich Treibhausgas-Emissionen einsparen?

Die Produktion und der Betrieb von Windkraftanlagen spielen zentrale Rollen in deren Umwelteinfluss. Kennt man diese, kann man die von Windenergie verursachten Treibhausgas-Emissionen mit deren anderer Energiequellen vergleichen.

Weitere Kategorien

 

Newsletter abonnieren

Abonnieren Sie unseren monatlichen E-Mail-Newsletter, um regelmäßig über Trends und Ereignisse im Bereich der Windenergie von LuvSide informiert zu werden.