Windkraft

Die Windkraft ist wie viele andere Energiequellen der Erde auch indirekt Energie durch die Sonne. Sonnenstrahlen treffen auf die Erdoberfläche auf und diese strahlt dann Wärme ab. Hierbei werden Luftmassen erwärmt und steigen nach oben, dadurch entsteht ein Druckgefälle an diesen aufsteigenden Luftmassen und neue Luft muss nachströmen. Dieses Nachströmen ist der Wind. Dadurch, dass manche Regionen wie beispielsweise der Äquator meist sehr Warm und die Pole meist sehr kalt sind, haben sich auch nahezu konstante Luftströmungen herausgebildet. Hier wären die Passatwinde ein passendes Beispiel.

Wind ist sehr unberechenbar als Quelle für alternative Energieformen, denn es ist einfach gesagt nicht immer, oder nicht immer gleich windig. So kann man auch in Küstenregionen den Wind nicht als konstante Kraft in seine Rechnungen mit einbeziehen. Der Wind lässt sich in seiner Windstärke eher wie ein abruptes reißen beschreiben, ganz anders als beispielsweise ein handelsüblicher Föhn, der ja konstant eine gewisse Menge Luft in die Haare befördert. Wie bei einem Dinocar die Kraftübertragung abhängig von der Leistung des Fahrers ist, sind auch Windkraftanlagen abhängig von der „investierten“ Leistung der Mutter Erde.

Um sich eine Vorstellung von der Energie des Windes zu machen, wurde bei bestimmten Windstärken über die Dauer von 10 Minuten das Mittel der Energie gemessen. Das Ganze nach der üblichen Skala der Windenergie von Windstärke 0 für Windstille bis 12 für einen Orkan.

Das Mittel in Deutschland über ein ganzes Jahr liegt ungefähr bei Windstärke 4 oder zumindest weniger als Windstärke 5.

Windstärke 4 wird als mäßige Briese bezeichnet und steht für Windgeschwindigkeiten von 5,5 bis 7,9 Meter pro Sekunde. Pro Quadratmeter Fläche würde hier eine Energie von ca. 100 bis 300 Watt erzeugt werden. Windanlagen die für die Stromerzeugung genutzt werden haben einen Rotor- Durchmesser von 27 Metern bis zu 80 Metern.

Übliche Windkraftanlagen besitzen einen Durchmesser von 44 Metern und damit eine Fläche = Radius^2 x Pi von ca. 1.500 Quadratmetern. Das entspricht einer Gesamtleistung von 300 Kilowatt oder 300.000 Watt bei einer Windleistung von durchschnittlich 200 Watt pro Quadratmeter. Die größten Anlagen könnten hier eine Leistung von bis zu 2.500 Kilowatt erreichen.

Das aber nur für die Windverhältnisse in Deutschland. Wenn man eine 80 Meter Durchmesser Anlage in einen Orkan stellen würde, mit einem Energiegehalt von mindestens 21.000 Watt pro Quadratmeter, dann wären theoretisch 105.500 Kilowatt erreichbar. Dies ist natürlich nur eine theoretische Überlegung und in der Praxis nicht durchführbar, da eine Windkraftanlage solchen Belastungen nicht standhalten könnte.

Jetzt muss man aber leider die Gegenseite betrachten. Dieses extreme Beispiel mit ca. 100 Megawatt würde eine konstante Orkanartige Windgeschwindigkeit über das ganze Jahr benötigen. Ein Kohlekraftwerk erzeugt im Schnitt 700 Megawatt und somit würde man von diesen Orkanwindrädern mit 80 Meter Durchmesser ganze 7 Anlagen benötigen um ein Kohlekraftwerk zu ersetzen. Dabei darf man jedoch nicht vergessen, dass zur Erzeugung dieser Energie durch ein Kohlekraftwerk im Jahr 1,8 Millionen Tonnen Kohle benötigt werden.

Der Vorteil einer Windkraftanlage ist, dass sie im Betrieb relativ Wartungsfrei ist und natürlich auch keine Rohstoffe verbraucht. Über die Geräuschbelastung existieren geteilte Meinungen und auch die Höhe der Windanlagen stellt leider in vielen Gemeinden ein Problem dar. So ist hier eine Art Wettbewerb um Windreiche und für Windenergie offene Standorte entstanden.

Und man kann solche autonomen Anlagen für kleine Dörfer in Ländern der Dritten Welt aufstellen und so beispielsweise Entsalzungsanlagen betreiben oder ähnliches.

Neben den klassischen Windkraftanlagen existiert noch die Form der Aufwindkraftanlage.

Welche zukünftigen Ideen und Entwicklungen oder Optimierungen noch kommen werden bleibt abzuwarten.