Windkraftanlagen - nicht nur im Norden
Auch in unserer näheren Umgebung finden sich mittlerweile Windkraftanlagen.
Weitere Informationen finden auf den Seiten vom Windpark
"Hettinger Eulsberg" und dem Windpark
"Altheimer Höhe".
Geschichte
Die mittelalterliche Windmühle stellte im vorindustriellen Europa, neben
den Wassermühlen, die wichtigste Antriebsmaschine dar. Sie diente vor allem
der Müllerei, dem Sägewerk und dem Transport des Wassers. Bis Mitte
des letzten Jahrhunderts wuchs die Bedeutung der Windmühle als wirtschaftliche
Einrichtung. Zu diesem Zeitpunkt drehten sich ungefähr 200.000 Windmühlen.
Mit der Erfindung und Einsatz der Dampfmaschine begann das "Absterben"
der Windmühlen.
Erst durch drei, in den 70er und 80er Jahren, einsetzende Krisen konnte eine
Veränderung in der Energiewirtschaft und -politik erreicht werden: die
Ölkrise, die Kernenergiekrise und die Umweltkrise. Ende Januar 1983 konnte
die erste 3,0 MW-Anlage im Kaiser-Wilhelm-Koog in Betrieb genommen werden. Die
Anlage stand jedoch 99% der Zeit still und musste schließlich nach zahlreichen
technischen Defekten 1988 abgerissen werden. Durch die Forschung und Weiterentwicklung
der Windenergie-Technik konnten in den letzten beiden Jahrzehnten vermehrt leistungsfähigere
und leisere Windkraftanlagen in Betrieb genommen werden. Die Energie, die aus
der Windkraft gewonnen werden konnte, deckte bereits 1994 4% des schleswigholsteinischen
Strombedarfes.
Windkraftanlagentechnik
Mit Hilfe von Windkraftanlagen kann die in den strömenden Luftmassen vorhandene
kinetische Energie, in elektrische Energie umgewandelt werden. Dabei lassen
sich Windkraftanlagen u.a. durch folgende Merkmale klassifizieren:
- Stellung der Rotorachse (horizontal, vertikal)
- Anzahl der Rotorblätter
- Möglichkeit der Leistungsregulierung (stall oder pitch)
- Art des Generators (Synchron-, Asynchrongenerator)
- Art der Netzkopplung (direkt oder indirekt).
Nach derzeitigem Stand der Technik und Betrachtung der Konzeptionsmöglichkeiten
hat sich der Horizontalachsenkonverter als die beste Lösung herausgestellt.
Solch eine netzgekoppelte Anlage besteht aus den folgenden Komponenten: dem
Rotor (bestehend aus Rotorblätter(n) und -nabe), ggf. dem Getriebe, dem
Generator, dem Turm, dem Fundament und dem Netzanschluß.
Energieverbrauch in Deutschland 1995
- Mineralöl: 41 %
- Steinkohle: 14 %
- Braunkohle: 12 %
- Erdgas: 20 %
- Kernkraft: 11 %
- regenerative Energien: 2 %
- sonstige: 1 %
Der hohe Anteil der fossilen Energieträger birgt dabei eine Reihe von
Gefahren in sich. Die bei der Verbrennung dieser Energieträger entstehenden
Luftschadstoffe wirken entweder direkt ("Saurer Regen") oder indirekt
auf die Bäume ein und schädigen diese dadurch nachhaltig. Die Folge
ist ein verstärkt eintretendes Waldsterben. Andererseits reichern sich
immer mehr Spurengase in der Atmosphäre an und verstärken durch ihre
wärmespeichernde Wirkung den natürlichen Treibhauseffekt. Die seit
der "Ölkrise" verstärkte Nutzung der Kernenergie bringt
das unausweichliche Problem der Endlagerung radioaktivem Materials und ein großes
Akzeptanzproblem bei der Bevölkerung mit sich.
Um diese bisherige Form
der Energieversorgung neuzuorientieren schlug die Enquete-Kommission zum "Schutz
der Erdatmosphäre" ein Zusammenwirken folgender drei Bausteine vor:
- Energieeinsparung
- effizientere Energieerzeugung
- Einsatz regenerativer Energieträger.
Potential
Um die Möglichkeiten der Windenergienutzung in Deutschland zu beschreiben,
muss man die technischen Potentiale dieser Art der Energieerzeugung untersuchen.
Dieses wurde bislang von den verschiedensten Institutionen durchgeführt.
Ein Problem dabei birgt die Zugehörigkeit der entsprechenden Autoren zu
unterschiedlichen Lobbygruppen in sich. So stellt Ottfried Wolfrum in seinem
Buch "Windkraft - Eine Alternative, die keine ist." bezogen auf eine
von der RWE-Tochter Lahmeyer International durchgeführte Studie fest, dass
Deutschland über ein Ertragspotential "von maximal 59 Milliarden Kilowattstunden
pro Jahr" verfügt.
Im Gegensatz dazu gibt sogar das den Erneuerbaren Energien ansonsten eher skeptisch
gegenüberstehende Bundeswirtschaftsministerium ein Gesamtpotential von
283 Mrd. kWh an. Kaltschmitt und Wiese unterscheiden zunächst zwischen
dem eigentlichen Erzeugungspotential und dem jeweiligen Substitutionspotential.
Bei der Berechnung des Stromerzeugungspotentials wurden nur Gebiete mit einer
Windgeschwindigkeit von über 4 m/s als geeignet angesehen, bestimmte Restriktionen
wie das Vorhandensein von Waldfläche, Siedlungs-oder Naturschutzgebieten
beachtet und der mittlere Flächenbedarf derzeit marktgängiger Windkraftanlagen
zu Grunde gelegt.
Als Ergebnis kamen die beiden Autoren zu einem Potential von 104-128 TWh/a,
das einen Anteil von 19,8-24,3% an der gesamten Bruttostromerzeugung Deutschlands
von 1993 darstellt. Abzüglich auftretender Netz-und Speicherverluste errechnet
sich das Potential der substituierbaren Endenergie auf 14-84 TWh/a, was 1993
einem Anteil von 3,2-19,5% am Endenergieverbrauch an elektrischer Energie in
Deutschland entspräche. Zur Berechnung der substituierten Primärenergie
muß zusätzlich der kumulierte Energieaufwand berücksichtigt
werden. Bezogen auf den Primärenergieverbrauch Deutschlands in 1993 könnte
die Windkraft damit einen Anteil von 0,8-5,5% des Primärenergieverbrauchs
abdecken. Zum Jahresende 1997 drehten sich in Deutschland 5.193 Anlagen und
erzeugten ungefähr 2,0 TWh/a. Damit wird deutlich, dass das technische
Potential für die Windkraftnutzung noch längst nicht ausgeschöpft
ist.
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