Windkraft – umweltfreundlich und effektiv
Seit Jahrhunderten nutzt der Mensch die vom Wind erzeugte Energie aus. Bereits die alten Ägypter nutzten die Windkraft für ihre Segelflotten, im 18. Jahrhundert entwickelten die Gebrüder Montgolfier den ersten Heißluftballon. Auch Wasserpumpen waren bereits sehr früh bekannt, mit dieser Technik konnte auch wasserarmes Land landwirtschaftlich genutzt werden. Alte Schriften weisen darauf hin, dass schon um 1750 vor Christus in Babylon Windmühlen bekannt waren. Zwar ähnelt sich die Energienutzung von Windmühlen und Windkraftanlagen vom Prinzip her, da letztere jedoch keine Mahlwerke antreiben sind Mühlen und Windräder grundsätzlich zu unterscheiden.
Viele Jahrhunderte lang erforschten Wissenschaftler die Elektrizität und entwickelten schließlich den Generator, der die Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie möglich macht. Die Entwicklung der heutigen Windkraftanlagen basieren auf der Erforschung der Strömungsmechanik, woraus spezifische Bauarten und Flügelformen entwickelt wurden.
Wind- und Wasserkraft sind heute in Deutschland die Energielieferanten Nummer eins, wenn es um regenerative Energie geht. In den vergangenen Jahren wurde der Bereich Windkraft stark ausgebaut und deckt inzwischen etwa vier Prozent des Bedarfs an elektrischer Energie.
Windkraft und meteorologische Fakten
Durch die sorgfältige Auswahl der Windkraftanlagen-Standorte, besitzen die Anlagen eine sehr hohe Windsicherheit. Erfahrungsgemäß besteht in den Sommermonaten und generell am Tage ein erhöhter Energiebedarf – dem kommen meteorologische Daten entgegen. In der Regel ist bei erhöhter Sonneneinstrahlung das Windaufkommen größer, was den Anlagen im gesamten gesehen eine hohe Betriebssicherheit garantiert.
Windkraft – mit Sicherheit
Witterungsbedingte Schwankungen der Energieausbeute von Windkraftanlagen, werden durch konventionelle Energien abgesichert.
Höchste Windsicherheit und Effektivität bieten Offshore-Windkraftanlagen, deren Investitionskosten allerdings immens sind. Ein solcher Windpark mitten im Meer rechnet sich nur, wenn eine ausreichende Anzahl von Windkraftanlage installiert werden kann. Den Grundstein der Entwicklung einer Offshore-Windkraftanlage bilden zahlreiche Tests, deren Ergebnisse in die Planung einfließen. Generell werden Windparks nicht in Küstennähe genehmigt, sondern hinaus in die 200-Meilen-Zone verlegt. Dies stellt Planer, Konstruktion und Material vor ganz besondere Herausforderungen.
Windkraftanlagen unter effizienten Gesichtspunkten
Voraussetzung um eine Windkraftanlage effizient betreiben zu können sind Winde der Klasse drei, das heißt die mittlere Windgeschwindigkeit muss mindestens bei 6,9 Metern pro Sekunde liegen. Diese Winde findet man vorwiegend im Norden der USA, in der Nordsee, um Tasmanien, sowie an der südamerikanischen Südspitze. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Höhe der Anlage, für den effizienten Betrieb ist eine Höhe von 80 Metern über der Erdoberfläche notwendig.
Windkraft – die Alternative
Noch vor gut 30 Jahren verschwendete niemand einen Gedanken daran, woher der Strom aus der Steckdose kam. Das änderte sich schlagartig mit der Ölkrise in den 1970er Jahren, auf einmal war die Bereitschaft geweckt sich nach alternativen Energiearten um zuschauen. Diese Zeit gab auch der Windkraft einen ungeahnten Schub.
Vorzüge von Windkraftanlagen
Im Hinblick auf erneuerbare Energien ist die Umweltfreundlichkeit wohl der wichtigste Pluspunkt von Windkraftanlagen. Daneben ist die Gewinnung von Windkraftenergie an geeigneten Standorten in allen Klimazonen und Regionen möglich – Windkraftanlagen können sowohl im Flachland, als auch im Gebirge oder als Offshore-Anlage im Meer betrieben werden.
Der Vorteil zu fossilen Brennstoffen liegt auf der Hand, es entstehen keine schädlichen Emissionen und auch Länder die nicht über entsprechende Rohstoffe verfügen, können sich selbstständig mit Energie versorgen. Auch die enormen Risiken der Atomenergie, entfallen bei der Windkraft.
Kritik an der Windkraft
Wie alle energieerzeugenden Anlagen, gelten auch der Windkraft kritische Stimmen. Jährlich kollidieren schätzungsweise 1000 Vögel mit einer Windkraftanlage, durch Stromleitungen und Straßenverkehr kommen laut BUND-Schätzung hingegen zehn Millionen Vögel zu Tode. Innovative Anlagen besitzen eine niedrigere Umdrehungsrate und sind so weniger gefährlich für die Tiere.
Ein weiterer Kritikpunkt ist der Schattenwurf der bewegten Rotorblätter, der entsprechend große Abstand der Anlagen zur Wohnbebauung dürfte diesen Störfaktor weitgehend ausschließen. Die bewegte Lichtreflexion durch die Rotorblätter, der so genannte Diskoeffekt, wurde früher durch glänzend lackierte Rotoren erzeugt. Die Rotoroberflächen moderner Anlagen sind matt lackiert und schlucken Lichtreflexionen.
Die drehenden Rotorblätter verursachen einen gewissen Schallpegel, der bei höheren Windgeschwindigkeiten vom natürlichen Windgeräusch überdeckt wird. Das Bundes-Immissionsschutzgesetz gibt unter anderem Schallimmissions-Werte für Flächen mit Wohnbebauung vor. Meist unterschreitet der Rotor-Schall den zulässigen Wert bereits bei einem theoretischen Abstand von 300 Metern und liegt bei einem Abstand von 500 Metern zur Wohnbebauung weit darunter.
Energetische Amortisationszeit - wie lange dauert es bis eine Windkraftanlage die Energie erzeugt hat, die ihr gesamter Aufbau gekostet hat? Die energetische Amortisationszeit einer Windkraftanlage liegt unter einem Jahr, oft jedoch deutlich darunter.
Windkraft weltweit
Neben den USA, Indien und Spanien zählt Deutschland zu den größten Windenergie-Nutzern. Regionale Spitzenerzeuger wie der ostfriesische Bezirk Papenburg bediente im Jahr 2005 durchschnittlich 71 Prozent des Verbrauchs mit Windkraft.
Potential der Windkraft
Dank der zur Verfügung gestellten Fördermöglichkeiten entwickelt sich die Nutzung von Windkraft konstant weiter, Vorreiter sind vor allem Dänemark, Deutschland und Spanien. Wirtschaftlich machte dies die Entstehung neuer Industrien möglich und Investitionen in die Entwicklung neuer Technologien.
Die Potentiale der Windkraft werden – je nach Lobby - höchst unterschiedlich dargestellt, so stützt Ottfried Wolfrum sein Buch 'Windkraft - Eine Alternative, die keine ist.' auf eine von einer RWE-Tochtergesellschaft durchgeführte Studie. Diese Studie gesteht der Windkraft ein Ertragspotential von jährlich maximal 59 Milliarden Kilowattstunden zu. Selbst das Bundeswirtschaftsministerium übertrifft diese Prognose mit ein geschätzten Gesamtpotential von 283 Milliarden Kilowattstunden deutlich.
Deutschland steht heute an der Spitze des Windkraftmarktes und produzierte im Jahr 2000 mit 9.375 Anlagen rund 6.000 Megawatt.Die Windenergie sichert heute rund 70 Tausend Menschen in Deutschland einen Arbeitsplatz und die Windkraft liefert mehr als acht Millionen Kunden umweltfreundlichen Strom. Dank Windkraft wurde im Jahr 2006 der Ausstoß von mehr als 32 Millionen Tonnen CO2 vermieden.
Windkraft erweitern und fördern
Einer der schwierigsten Punkte im weiteren Ausbau der Windkraftenergie-Gewinnung ist die Erschließung neuer Standorte. Innerhalb Deutschlands sind geeignete Standorte weitgehend ausgereizt, ideale Standorte befinden sich noch in Küstennähe oder eben im Meer. Auf Grund des hohen Windaufkommens sind diese Standorte nahezu perfekt.
Energiekonzerne, wie auch Verbraucher, sind per Gesetz zur Abnahme von Windkraftenergie verpflichtet. Das 1998 verabschiedete Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG) schreibt für den ins Netz eingespeisten Strom feste Vergütungen vor. Viele Länder bieten Fördermöglichkeiten für Windkraftanlagen an, um diese Energieart voranzutreiben - Maßnahmen, die mittlerweile Früchte tragen, so produzierte Deutschland im Jahr 2004 zwei Drittel der gesamt-europäischen Windenergieleistung.