Windkraft Anlage zur Stromerzeugung in Deutschland Strom aus Windenergie auch über Offshore Windkraft Anlagen erzeugbar
Die Windkraft - Anlagen erfuhren in den vergangenen Jahren einen wahren Aufschwung. Sie wurden immer leistungsfähiger und die Windkraft - Rotoren bekamen einen immer größeren Durchmesser. Im Jahre 2008 liegen die höchsten Leistungen bei ungefähr 5 Megawatt [MW], der Rotordurchmesser bei ungefähr 125 Metern und die Gesamthöhe bei ungefähr 150 Metern. Möglich werden diese Werte durch die Weiterentwicklung der eingesetzten Materialien wie Karbon, Glasfaser und andere Verbundmaterialien, die eine immer größere Belastung aushalten. Der Wind gehört zu den größten regenerativen Energie - Lieferanten in Deutschland. Durch die Verringerung des Kohlendioxidausstoßes bis 2020 um mindestens 20 Prozent hat die Bundesregierung indirekt dem Bau auch von Windenergie - Anlagen einen neuen Impuls gegeben.
Als Standorte einer Windkraft - Anlage kommen Plätze in Betracht, an denen überdurchschnittliche Windgeschwindigkeiten und damit hohe Windstärken als Energie für den Rotor auftreten. Optimaler Wind ist die Grundvoraussetzung, um die Windenergie - Anlage wirtschaftlich betreiben zu können. Daher dürfen in einem größeren Umkreis um die Windkraft - Anlage herum keine Hindernisse wie Gebäude oder Bäume bzw. Wälder stehen, die die Windstärke und Windrichtung zum Rotor der Windenergie - Anlage hin abschwächen bzw. unterbrechen. Als besonders günstig haben sich Standorte in höheren Regionen wie auf einzelstehenden Bergen oder in Kammlagen von Gebirgen erwiesen. Auch am und auf dem Meer, im Wasser stehend als Offshore - Windkraft - Anlage bezeichnet, sind die Windverhältnisse sehr günstig und Hindernisse für den Wind sind auch nicht vorhanden. Der Begriff Offshore ist aus dem englischen und bedeutet im deutschen so viel wie: vor der Küste. Probleme bei der heutigen Standortsuche treten vor allem für Betreiber von neuen Windenergie - Anlagen dann auf, wenn das Bild der Natur durch die immer größer werdenden Anlagen gestört wird oder die Anlage in der Nähe von Wohngebieten stehen sollen. Daher wird von öffentlicher Seite her die Aufstellung neuer Windkraftanlagen vor allem als Offshore - Anlagen favorisiert, die dann möglichst weit weg vom menschlichen Sichtbereich betrieben werden. Eine Offshore - Anlage hat allerdings höhere Investitionskosten und auch die Unterhaltungskosten von Offshore - Anlagen sind sicherlich höher als auf dem Land.
Die Einspeisevergütung ist gesetzlich geregelt und garantiert dem Betreiber eine vorher festgelegte Höhe der Einspeisevergütung durch den örtlichen Stromnetzbetreiber oder Stromversorger.
Bild: Schematischer Aufbau einer Windkraft - Anlage auf dem Land.
Aufbau und Funktionsweise von Windkraft - Anlagen
Die Windenergie - Anlage besteht aus einem Fundament in der Erde. Auf dieses Fundament wird eine Turm montiert, der verschiedene Querschnittsformen wie rund, konisch oder zylindrisch haben kann und meistens aus Stahl gefertigt ist. Er muss die starken Windkräfte abfangen, die auf den anmontierten Rotor treffen. In größeren Windkraftanlagen können im inneren des Turmes die Monteure auf Leitern nach oben steigen.
Auf dem Turm sind die eigentlichen Einbauten und Geräte zur Umwandlung der Energie des Windes in elektrische Energie zur Stromerzeugung in einem extra Gehäuse, genannt die Gondel, aufgebaut. Der so genannte Triebstrang vereint hier das Getriebe, die Kupplungen, Bremsen sowie den Generator. Dabei wird vom Getriebe die Übersetzung der Rotordrehzahl zur Triebstrangdrehzahl durchgeführt, um ein optimales Drehmoment für den Generator bei der Stromerzeugung zu bewirken. Die Kupplung ist entweder zur Trennung zwischen Getriebe und dem Generator da, vor allem im Wartungs- oder Havariefall oder soll bei Überlastungen, die durch zu schnelle Drehbewegungen bei übermäßigen Windstärken auftreten, in Form einer Rutschkupplung den Triebstrang vor Schäden schützen. Die Bremsen sind beispielsweise als mechanische Scheibenbremsen vorhanden, vor allem als Notfall- und Feststellbremse. Der Generator befindet sich am Ende des Triebstranges und dient der Stromerzeugung.
Das nach außen hin auffälligste Bauteil ist der sich drehende Rotor. Er ist über einen Zahnkranz, der Nabe, mit dem Triebstrang kraftschlüssig verbunden und treibt damit auch den Generator an. Er muss immer mit der gesamten Spannweite in Windrichtung gedreht werden und besteht oft aus 3 Rotorblättern. Der Rotor befindet sich bei den meisten Anlagen zwischen dem Wind und vor dem Turm als so genannter Luvläufer. Der Rotor mit samt dem Triebstranggehäuse, der Gondel, wird automatisch in die Windrichtung gedreht, um die Kraft der Windenergie optimal auszunutzen. Die Rotorblätter sind beweglich, wodurch man bei zu hohen Windgeschwindigkeiten die Drehzahl absenkt oder den Rotor sogar fast ganz über diese aerodynamische Bremse abbremsen kann. Auf den Rotor können enorme Torsionskräfte wirken.
Vorteile der Windenergie:
• Ökologische, regenerative und nachhaltige Stromerzeugung
• Kein Kohlendioxidausstoß bei der Stromerzeugung
• Nutzung des nie versiegenden kostenlosen Windes als Energie für den Rotor
• Einspeisevergütung gesetzlich geregelt
Nachteile bei der Windenergie:
• Standort muss über das Jahr eine gleichmäßig hohe Windkraft garantieren
• Akzeptanz der immer größeren Windenergie - Anlagen in der Nähe des Menschen umstritten
• Ändern sich die Windverhältnisse längerfristig negativ, kann die Stromerzeugung entsprechend geringer ausfallen
Wie bei fast jeder Sache hat man auch bei der Windkraftanlage Vorteile und Nachteile. Die Nachteile sind nicht so gravierend, dass sie im allgemeinen den Aufbau weiterer Windkraftanlagen behindern könnten, dazu überwiegen die Vorteile und der Ruf nach Ökostrom.
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