Strom aus Windenergie: wie funktioniert das?
Energie / Windenergie: Deutschland ist ein großer Stromverbraucher, aber auch ein großer Stromerzeuger. Da der Wind als Bezugsquelle für den Strom (aus erneuerbarer Energie) immer wichtiger wird, ist eine Betrachtung der Erzeugung von Strom aus Wind (Windenergie) angebracht.
Die Windenergie aus Windkraftanlagen bezieht ihren hohen volkswirtschaftlichen Sinn und die wirtschaftliche Bedeutung daraus, dass die teuren und aufwendigen Rohstoffimporte nicht mehr nötig sind. Durch die zunehmenden Verbreitung der Windkraftanlagen entstehen natürlich auch viele Arbeitsplätze, und das in Regionen, die ohnehin strukturschwach sind.
Strom aus Wind bezeichnet die Energieerzeugung durch Windkraft, bei der die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie umgewandelt wird. Windenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und ist eine wichtige, umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen. Windkraftanlagen (WKA) sind das Hauptwerkzeug zur Nutzung dieser Energiequelle und spielen eine entscheidende Rolle im weltweiten Übergang zu nachhaltigen Energielösungen.
Wie entsteht der Strom aus Windenergieanlagen?
Der Strom wird dadurch erzeugt, dass die Windenergie die Rotorblätter in Bewegung setzt und die Energie über den Generator geleitet wird, der damit Strom erzeugt. Dieser Strom steht dann den jeweiligen Einspeisungspunkten zu und wird vermarktet.
Dieses Prinzip ist bereits im 19. Jahrhundert bekannt gewesen. Im Jahre 1957 wurde aber erstmals eine moderne Windkraftanlage durch den Ingenieur Ulrich W. Hütter in Betrieb genommen.
Heute werden Windanlagen immer größer und leistungsstärker. Ob aber mehr als 100 Meter hohe Masten in der Bevölkerung, die in der Nähe leben muss Gefallen finden, ist sehr zweifelhaft.
Funktionsweise der Windkraftanlagen (WKA)
Eine Windkraftanlage besteht aus einem Turm, auf dem ein Rotor mit mehreren Flügeln (meistens 3) befestigt ist. Die Flügel werden durch den Wind angetrieben.
Rotorblätter fangen den Wind ein und setzen die kinetische Energie des Windes in eine Drehbewegung um.
Diese Drehbewegung wird über eine Welle an einen Generator weitergeleitet, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Der erzeugte Strom wird dann ins Stromnetz eingespeist oder in Batterien gespeichert.
Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen
Onshore-Windkraftanlagen stehen an Land. Sie sind weiter verbreitet, da ihre Errichtung und Wartung einfacher ist.
Offshore-Windkraftanlagen stehen im Meer oder an Küsten. Dort gibt es konstant stärkeren Wind, was sie effizienter macht, aber ihre Installation und Wartung ist teurer und aufwendiger.
Windgeschwindigkeit und Energieausbeute
Die Menge des erzeugten Stroms hängt stark von der Windgeschwindigkeit ab. Optimal funktioniert eine Windkraftanlage bei einer Windgeschwindigkeit von etwa 12-15 m/s.
Moderne Anlagen arbeiten auch bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten, aber unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit (typisch ca. 3 m/s) liefern sie keinen Strom. Bei sehr starkem Wind (über 25 m/s) werden sie zur Sicherheit abgeschaltet.
Vorteile von Strom aus Wind
Erneuerbare und saubere Energie
Windenergie ist unerschöpflich und erzeugt keine direkten CO₂-Emissionen, was sie zu einer umweltfreundlichen Energiequelle macht.
Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern führt die Nutzung von Windenergie nicht zur Ausbeutung begrenzter Ressourcen.
Kostengünstig auf lange Sicht
Die Betriebskosten von Windkraftanlagen sind relativ gering, da der Wind kostenlos ist und die Anlagen nach der Errichtung nur wenig Wartung benötigen.
Die Kosten für den Bau und die Installation von Windkraftanlagen sind in den letzten Jahrzehnten gesunken, was die Stromproduktion aus Wind zunehmend wirtschaftlich attraktiv macht.
Modulare und skalierbare Energiequelle
Windkraftanlagen können einzeln oder in Gruppen (Windparks) aufgestellt werden, was eine flexible Anpassung an den Energiebedarf ermöglicht.
Windparks können sowohl in ländlichen Gebieten (Onshore) als auch auf dem Meer (Offshore) errichtet werden, was die Nutzung der Windkraft in verschiedenen geografischen Regionen fördert.
Nachteile des Betriebes von Windkraftanlagen
Schwankende Verfügbarkeit
Wind ist nicht konstant und abhängig von Jahreszeit, Standort und Wetterbedingungen. Diese Schwankungen bedeuten, dass Windkraft nicht immer eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten kann. Eine Kombination mit Speichersystemen (wie Batterien) oder anderen Energiequellen ist oft notwendig.
Landschaftsveränderung und Lärmbelästigung
Windkraftanlagen können die Landschaft verändern und als optisch störend empfunden werden, besonders in touristischen oder landschaftlich attraktiven Regionen.
Die rotierenden Rotorblätter können Lärm erzeugen, der in der Nähe von Wohngebieten störend sein kann, auch wenn moderne Anlagen zunehmend leiser arbeiten.
Gefahren für Vögel und Wildtiere
Es gibt Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von Windkraftanlagen auf die Tierwelt, insbesondere auf Vögel und Fledermäuse, die von den Rotorblättern verletzt oder getötet werden können. Forschung und technische Lösungen zur Minimierung dieser Effekte sind jedoch im Gange.
Hohe Anfangsinvestitionen erforderlich
Die Errichtung von Windkraftanlagen, besonders Offshore-Anlagen, erfordert hohe Initialkosten. Trotz sinkender Preise sind die Investitionen in den Bau und die Infrastruktur immer noch eine finanzielle Herausforderung.
Zukunft der Windenergie
Windkraft ist eine zentrale Säule der globalen Energiewende. Die Technologie entwickelt sich stetig weiter, um die Effizienz zu verbessern und die Kosten zu senken. Offshore-Windparks spielen dabei eine zunehmend wichtige Rolle, da die Windgeschwindigkeiten auf dem Meer oft höher und konstanter sind als an Land.
Innovationen wie schwimmende Windkraftanlagen könnten die Nutzung der Windkraft in tiefen Gewässern erleichtern, wo es bisher schwierig war, Anlagen zu errichten. Zudem arbeiten Wissenschaftler an neuen Speichermethoden, um die Integration von Windenergie ins Netz weiter zu verbessern und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
Strom aus Wind ist eine saubere, erneuerbare und zukunftsweisende Energiequelle, die einen großen Beitrag zur Reduzierung von CO₂-Emissionen leisten kann. Trotz der Herausforderungen bei der Speicherung und der schwankenden Verfügbarkeit ist Windenergie dank ihrer stetigen Weiterentwicklung und den sinkenden Kosten eine der vielversprechendsten Alternativen zu fossilen Brennstoffen. Mit der richtigen Kombination aus Technologie, Infrastruktur und politischer Unterstützung kann Windkraft helfen, die Energiewende voranzutreiben und eine nachhaltige Zukunft zu sichern.
Wenn die Windräder nicht mehr laufen
Was passiert aber, wenn sich die Räder nicht mehr drehen, wenn ein Defekt sie außer Betrieb setzt. Dann muss ein Industriekletterer her. Der Job des Industriekletterers wird analog der wachsenden Windkraftanlagen immer mehr gebraucht. Da der Ausfall einer Windkraftanlage hohe Verluste mit sich bringt, ist für die Reparatur enorme Schnelligkeit gefragt. Die Industriekletterer stehen innerhalb kürzester Zeit zur Verfügung und reparieren in luftiger Höhe die Windenergieanlage zuverlässig und schnell.
Die Arbeitsbedingungen, Zulassungen und alle weitern Bestimmungen für diesen Beruf als Industriekletterer sind von der Berufsgenossenschaft für Bauwirtschaft (BG Bau) entwickelt und zugelassen worden. Wenn man diesen Beruf ergreifen möchte, sollte man allerdings nicht unter Höhenangst leiden.
Quelle: Tipps24-Netzwerk-HR
Foto: Joe Mabel / GNU-Lizenz für freie Dokumentation