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OldBo
27.10.2019
Die im Wind enthaltene Leistung (Windenergie) wird in einer Windkraftanlage (WKA) bzw. Windenergieanlage (WEA) mit dem Windrotor erst in mechanische und dann über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt. Der Wirkungsgrad einer typischen Windkraftanlage liegt gegenwärtig bei ca. 50 Prozent im Auslegungspunkt.
Leistungssteigerung bei Windenergieanlagen
 Leistungssteigerung bei Windenergieanlagen
Quelle: BWE - Bundesverband WindEnergie e. V.
Verluste bei der Energieumwandlung einer Windkraftanlage
 Verluste bei der Energieumwandlung einer Windkraftanlage
Quelle: Bruno Bosy

Die im Wind enthaltene Leistung (Windenergie) wird in einer Windkraftanlage (WKA) bzw. Windenergieanlage (WEA) mit dem Windrotor erst in mechanische und dann über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt. Der Wirkungsgrad einer typischen Windkraftanlage liegt gegenwärtig bei ca. 50 Prozent im Auslegungspunkt. Die Anlagen sind für die Energieversorgung ausgelegt, die nicht die maximale Leistung, sondern den optimalen Energieertrag im Blick hat. Die Anlagen passen sich den den wechselnden Windbedingungen an. Bei modernen Anlagen und Windparks steht unter anderem die Netzeinbindung im Zentrum der Entwicklung, denn die Windparks müssen einen Beitrag zu einer stabilen und sicheren Stromversorgung (Versorgungssicherheit) beitragen.

Die technische Entwicklung führt zu immer größeren Windkraftanlagen. So hatten z. B. die Onshore-Windkraftanlagen
1980 einen Rotordurchmesser von max. 15 Meter, eine max. Nennleistung von 30 kW, eine max. Nabenhöhe von 30 Meter und einen max. Jahresenergieertrag von 35 MWh/a,
1990 einen Rotordurchmesser von max. 70 Meter, eine max. Nennleistung von 250 kW, eine max. Nabenhöhe von 50 Meter und einen max. Jahresenergieertrag von 400 MWh/a,
2000 einen Rotordurchmesser von max. 15 Meter, eine max. Nennleistung von 1.500 kW, eine max. Nabenhöhe von 100 Meter und einen max. Jahresenergieertrag von 3.500 MWh/a,
2010 einen Rotordurchmesser von max. 130 Meter, eine max. Nennleistung von 7.000 kW, eine max. Nabenhöhe von 150 Meter und einen max. Jahresenergieertrag von 15.000 MWh/a.
Moderne Schwachwindanlagen haben mittlerweile Rotordurchmesser bis über 140 Meter und Nabenhöhen bis über 160 Meter.

Im Offshore-Bereich sind neue Baureihen mit Rotordurchmessern von 160 bis 170 Metern und bis etwa 9.000 kW Nennleistung erhältlich. Die zurzeit (2019) größte Offshore-Windkraftanlage der Welt hat einen Rotordurchmesser von 220 Metern, eine max. einer Nennleistung von 12.000 kW, eine Gesamthöhe von 260 Meter und einen max. Jahresenergieertrag von 67.000 MWh/a.

Windenergie ist die kinetische Energie bewegter Luft. Um die Energie des Windes in elektrische Energie in einer Windkraftanlage umzuwandeln, wird sie zuerst über die Rotorblätter in mechanische Rotationsenergie gewandelt, die dann über einen Generator elektrischen Strom liefert. Durch die Energiewandlungen entstehen energetische Verluste (ca. 41 % [physikalisch nicht entnehmbare Leistung]). Dazu kommen dann noch aerodynamische Verluste durch Reibung und Verwirbelungen am Rotorblatt (ca. 5 %) und weitere Verluste durch Reibung in den Lagern und dem Getriebe sowie im Generator selbst (ca. 4 %), in den Umrichtern und den Kabeln als elektrische Verluste (ca. 5 %). Der Wirkungsgrad der Anlagen beträgt also zwischen 40 bis 45 %.
Akzeptanz
Wünschenswert ist die Verspargelung der Landschaft nicht. Dazu kommen dann noch die riesigen Stahlgerippe der Überlandleitungen (Freileitungen).(Ich bin kein Gegner der Windenergie, aber ein wenig weniger bzw. konzentriert bei Onshore-Anlagen, wäre angesagt)
 Wünschenswert ist die Verspargelung der Landschaft nicht. Dazu kommen dann noch die riesigen Stahlgerippe der Überlandleitungen (Freileitungen).(Ich bin kein Gegner der Windenergie, aber ein wenig weniger bzw. konzentriert bei Onshore-Anlagen, wäre angesagt)
Quelle: Bruno Bosy

Eine Umfrage der FA Wind (Oktober 2018) zeigt, dass die Akzeptanz der vorhandenen Windenergieanlagen im direkten Wohnumfeld mit 78 % "eher" oder "voll und ganz" einverstanden sind. 13 % sind mit den Anlagen in ihrem direkten Wohnumfeld "eher nicht", 7 % "überhaupt nicht" einverstanden. 69 % ohne Windenergieanlangen im Wohnumfeld hätten "weniger große" (41 %) oder "gar keine" Bedenken (28 %), falls dort Windenergieanlagen gemäß der aktuellen Genehmigungspraxis gebaut werden sollten.

Die Einsprüche gegen den Bau von Windenergieanlagen kommen von der Minderheit, haben aber einen großen Einfluss auf die Genehmigung bzw. den Bau dieser Anlagen. Es gibt aber auch regionale Umfragen, die nicht so positiv aussehen.

Onshore - Nearshore - Offshore
Onshore-Anlagen und Überlandmasten
 Onshore-Anlagen und Überlandmasten
Quelle: Bruno Bosy
Windpark in der Ostsee vor der dänischen Küste
 Windpark in der Ostsee vor der dänischen Küste
Quelle: © BWE / Christian Hinsch

Onshore, Nearshore und Offshore bezeichnen die Räume bzw. Gebiete, in denen Windkraftanlagen aufgestellt werden.

Onshore-Anlagen befinden sich an Land. Die Windenergienutzung an Land ist eine der kostengünstigsten Sparten der erneuerbaren Energien. Durch verbesserte Technologien ("Repowering") wurden die Kosten für die Erzeugung von Windenergie an Land ständig gesenkt. Die Planung und Umsetzung von Windparks dauert oft mehrere Jahre. Die Energieerzeugung in Windparks ist eindeutig kostengünstiger als die Elektroenergieerzeugung in Offshore-Windparks oder in Kraftwerken auf der Basis von Gas, Kohle oder fossilen Brennstoffen.

Nearshore-Anlagen befinden sich im Nahbereich von Küsten. Für den Bereich der Nearshore-Windparks existiert keine einheitliche Definition. Sie befinden sich wasserseitig in dem Bereich der Küsten mit einer maximalen Entfernung von drei Seemeilen (ca. 5,4 Kilometer).

Offshore-Anlagen befinden sich in tieferen Gewässern. Nach der Definition des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) haben sie eine Mindestentfernung von drei Seemeilen (ca. 5,4 Kilometer) zur Küste. Aufgrund der starken und stetig wehenden Winde auf hoher See werden die Offshore-Windkraftanlagen immer interessanter. Die Energieausbeute ist durch höhere Volllaststunden doppelt so hoch wie bei vergleichbaren Anlagen an Land.

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