Windenergieanlagen

 Wozu sie dienen und was sie leisten

Leveste bei Hannover im Sommer 2005. Der Spaziergang am Sonntagmorgen führt viele Menschen staunend auf die Felder. Die Erste von fünf Windenergieanlagen (WEA) steht ca. einen Kilometer vor der Ortschaft, fast fertig gebaut, nur der Rotor fehlt noch. "Das sollen fünf Stück werden?" und "Die verschandeln doch nur die Natur!" sind Aussagen, die man oft hört. Auch die ersten Graffiti-Künstler haben sich schon verewigt Schluss mit dem Ökowahn.

Schon immer hatte der Mensch den Wunsch, elektrische Energie aus der Natur zu ziehen, ohne eigene Energie dabei zu investieren. Schaut man genau hin, so zeigt sich, dass das prinzipiell möglich ist, aber die entzogene Energiemenge zumeist nicht für unseren Bedarf ausreicht. Der Wirkungsgrad alternativer Energien ist zu gering.
Das zeigt eindrucksvoll die Windenergie. Schon 1920 zeigte Albert Betz, dass physikalisch bedingt nur 59,3% der Energie des Windes nutzbar ist. Dieses liegt an der kinetischen Energie des Windes, die zur dritten Potentz mit der Geschwindigkeit steigt. Die kinetische Energie steigt proportional mit der Luftdichte (erste Potenz) und in der zweiten Potenz mit der Geschwindigkeit. Dieser Massenstrom der Luft steigt wiederum linear mit der Geschwindigkeit, was zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit führt.

WEA im Bau Geht man nun von einer Luftdichte von 1,22kg/m³, einer Windgeschwindigkeit von 8m/s und einem Rotordurchmesser von 100m aus, so beträgt die kinetische Energie des Windes 2,45 Megajoule. Die maximale nutzbare Leistung beträgt so Pn=0,593*2,45=1,47MW. Rechnet man nun noch die Wirkungsgrade aller elektrotechnischer und maschinenbautechnischer Elemente zusammen, so ergibt sich für eine Windenergieanlage ein tatsächlicher Wirkungsgrad von 25-30%, je nach Windstärke.

In den siebziger Jahren setzte man auf Grosswindanlagen (GROWIAN), diese lieferten bis zu 3MW Leistung. Diese GROWIANe standen aufgrund technischer Probleme oft still, sie waren sehr störanfällig und die Konstruktion sehr schwierig. Die Stromerzeuger setzten fortan auf Anlagen mit Leistungen zwischen 25 und 300kW. Im August 1987 entand der erte deutsche Windpark "Westküste", der mit 30 Windenergieanlagen eine Gesamtleistung von 1MW erreicht.

Das diese WEA's diese Leistung erbringen können, ist unumstritten. Nur sie steht nicht ständig zur Verfügung. So kommt es zur einen Seite auf die Windstärke an. Ein anderes Problem ist, dass Strom nicht stapelbar ist. Ein paar erzeugte 100V-Spannungen ergeben nunmal nicht irgendwann 300V. Nur bei ausreichender Windenergie kann der Strom dem Netz zugeführt werden. Somit wird auch der Anteil der Windenergie am Nettostromverbrauch klar: Schleswig-Holstein (11,5%), Mecklenburg-Vorpommern (4,9%) und Niedersachsen (2,5%) (Quelle: Bundesverband Windenergie e.V.). In ganz Deutschland entspricht die gesamte Leistung aller Windenergieanlagen über ein Jahr einem Zehntel der eines Kohlekraftwerks. In windreichen Ländern wie Dänemark oder die Niederlande hofft man schon bald 10% des nationalen Eigenbedarfs durch Windenergie zu decken. Aber sie ersetzt keine herkömmliche Energieerzeugungstechnik.

Die umwelttechnischen Auswirkungen halten sich aber in Grenzen. Diskutiert wird dabei unter anderem der Vogelschlag, das heisst wieviele Vögel sterben bei der Kollision mit rotierenden Windkrafträdern. Einer Studie des NABU von 2005 nach sterben ca. 1000 Vögel in Deutschland an dem Vogelschlag. Demgegenüber stehen etwa zehn Millionen Vögel, die ihr Leben im Strassenverkehr lassen (BUND-Schätzung). Der Landschaftsverbrauch hält sich gesetzlich in Grenzen. Durch einen Flächennutzungsplan wird hier ein Wildwuchs an Einzelanlagen vermieden. Der Schattenwurf wird durch das Bundesimmissionsschutzgesetz geregelt. WEAs dürfen nur in einem Abstand von mindestens 500m zum nächsten Wohngebiet betrieben werden. Kommt es dennoch zu einem Schattenwurf, ein besonderer Aspekt ist hierbei der flackernde Schatten durch die Windkrafträder, so müssen sie in der Zeit des Schattenwurfs abgestellt werden.

Schlussbetrachtend kann gesagt werden, das Windenergieanlagen niemals, auch nicht in ausreichender Fülle, die herkömmlichen Energieerzeugungsanlagen wie Kraftwerke oder die Wasserkraft ersetzen können. Sie dienen lediglich als ökologische Zuenergie. Da einer WEA aber keine Energie zugeführt werden muss, amortisiert sie sich energetisch nach zwei bis sechs Monaten. Lediglich der Schaden des optischen Eindruckes bleibt.