Was ist Windenergie?
Windenergie gehört zu den ältesten Energieformen in der Geschichte der Menschheit. Bereits vor vielen Jahrhunderten wurden Windmühlen eingesetzt, um mechanische Arbeiten (z.B. Pumpen von Wasser, Mahlen von Getreide) durchzuführen. Inzwischen wird Windenergie hauptsächlich im Bereich der Stromerzeugung genutzt. Da Windenergieanlagen weltweit eingesetzt und unabhängig von der Vegetation oder dem Klima betrieben werden können, sind sie eine der beliebtesten Formen zur Energieerzeugung. Besonders vorteilhaft: Windenergie ist nicht nur umweltfreundlich, sondern gehört auch zu den günstigsten Energiequellen.
Wie entsteht Windenergie?
Jeder weiß, wie sich Wind anfühlt – doch wie entsteht er überhaupt? Der Grund für die Windentstehung liegt in der Sonneneinstrahlung. Das Sonnenlicht trifft nicht gleichmäßig, sondern an unterschiedlichen Orten und in verschiedenen Winkeln auf die Erde. Auf diese Weise entstehen zum Teil gravierende Temperaturunterschiede. Während die Sonnenstrahlen am Äquator senkrecht auf die Erde treffen, streifen sie die Erdoberfläche an den Polen nur noch leicht. Infolgedessen heizt sich die Luft am Äquator auf und steigt nach oben; an den Polen ist die kältere Luft jedoch schwerer und bleibt somit in der Nähe des Bodens. Auf diese Weise entstehen Druckunterschiede (Hoch- und Tiefdruckgebiete). Da die Natur immer versucht, ein Gleichgewicht herzustellen, wird der Druckunterschied stetig ausgeglichen. Die Luft, die einen höheren Druck aufweist, strömt in Richtung des tieferen Druckes. Dadurch entsteht ein Kreislauf, bei dem die Luft immer in Bewegung ist und somit für Wind sorgt.
Nutzung von Windenergie
Da Windenergie sehr umweltfreundlich und kostengünstig ist, wird sie verstärkt zur Stromerzeugung eingesetzt. Um Windenergie als erneuerbare Energiequelle nutzen zu können, benötigt man natürlich Windturbinen. Moderne Windturbinen funktionieren folgendermaßen:
- Der Wind trifft auf die Rotorenblätter und bewegt sie.
- Die Rotorenblätter leiten die Energie an die Nabe weiter und bringen die Antriebswelle im Inneren der Turbine in Bewegung.
- Das Getriebe, mit dem die Nabe verknüpft ist, passt die Rotationsgeschwindigkeit an den Generator an und wandelt die Bewegungsenergie mithilfe von magnetischen Feldern in elektrische Energie um.
- Die erzeugte elektrische Energie wird mehrfach (d.h. in der Windturbine, auf dem Offshore Umspannwerk und in dem Onshore Umspannwerk) hochtransformiert und anschließend ist das Höchstspannungsnetz eingespeist.
Einsatzgebiete der Windturbinen
Obwohl die Stromerzeugung aus Windenergie von der Windstärke abhängt, kann man durch zahlreiche Turbinen eine große Menge an Strom generieren. Bei der Betreibung von Windturbinen unterscheidet man zwischen der Onshore- und der Offshore-Nutzung. Im Falle von Onshore-Windanlagen befinden sich die Turbinen an Land wie z.B. auf Feldern oder weitläufigen Wiesen. Onshore-Windanlagen werden in der Regel dort errichtet, wo das Windaufkommen für die Stromerzeugung ausreichend ist. In sehr windstillen Gegenden wird man deshalb kaum Windturbinen finden. Ein weiterer wichtiger Aspekt im Bereich der Windenergie sind Offshore-Windanlagen. Da das Windaufkommen auf dem offenen Meer deutlich höher als an Land ist, werden dort Windturbinen aufgestellt, die auf natürliche Weise Energie produzieren. Sogenannte „Windparks“ findet man in fast allen Ländern der Welt – immerhin sorgen sie für viel Energie, ohne dabei die Ressourcen der Natur zu erschöpfen.
