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Windkraft

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Definition Windkraft

Windkraft fällt unter den Bereich der erneuerbaren Energien. Die Ressourcen gehen nie aus und sind somit endlos lange verfügbar. Jedoch findet man momentan noch nicht allzu viele Windkraftwerke, da die Kosten für den Bau enorm sind und der Staat diese nicht tragen kann/möchte. In Zukunft aber wird versprochen, die Anzahl der bisher installierten Windkraftanlagen mindestens zu verdoppeln.

Historie:

Regenerative Energien sind auf die Sonnenstrahlung zurückzuführen: Wind, Wasserkraft und Biomasse. Die Sonnenstrahlung wird direkt durch Kollektoren gewonnen, Wind durch Rotoren, Wasserkraft durch Strömungs- und Gezeitenkraftwerke. Energie aus Biomasse wird durch Verbrennung (Holz) oder Vergärung bzw. Vergasung (Silage, Gülle) gewonnen. Regenerative Energien stehen überall zur Verfügung und können in einem den jeweiligen Verhältnissen angepassten Energiemix genutzt werden. Dies ist ökologisch sinnvoll, sozial verträglich und fördert die wissenschaftliche Flexibilität und Innovation. Das seit 2000 in Deutschland gültige Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) hatte zum Ziel,den Anteil an regenerativen Energien am gesamten Energieverbrauch bis zum Jahre 2010 zu verdoppeln.

Funktionsweise der Windenergiegewinnung:

Der Rotor wird durch die Windenergie angetrieben. Dadurch wird mechanische Energie erzeugt. Diese wird dann auf den Hauptleiter übertragen. Danach wird die Drehzahl durch das Getriebe erhöht. Die Energie gelangt in den Generator, welcher aus einer Spule besteht. Diese befindet sich in einem Magnetfeld. Bewegt man die Spule, so wird in ihr Spannung induziert, die einen Stromfluss zur Folge hat. Mechanische Energie wird also in elektrische (Energie) umgewandelt.
Bild "windenergie_turbine.jpg"

Das Generatorprinzip:

Ein sich drehendes Magnetfeld induziert in einer Spule eine elektrische Spannung, die wiederum in Abhängigkeit von sich im Stromkreis befindlichen Widerständen, einen entsprechenden Stromfluss zur Folge hat.

Windkrafträder

Eine Windkraftanlage (WKA) ist im weitesten Sinne eine Maschine zur Nutzung der Windenergie. Windkraftanlagen (WKA), Windenergieanlagen (WEA) und Windenergiekonverter (WEK) sind Anlagen zur Umwandlung von Windenergie in elektrische  Energie.
Windkrafträder bestehen meistens aus drei Rotoren, die an einem Generator befestigt sind. Dieser ist an einer beweglichen Gondel fixiert, die sich um 360° drehen lässt. Die Rotoren lassen sich um 30° drehen. Diese Funktionen werden genutzt, damit Windräder in und aus dem Wind gedreht werden können. Auch kann man damit die Drehgeschwindigkeit der Rotorblätter bestimmen und bei zu starken Windgeschwindigkeiten vor Schäden schützen. Windkrafträder werden vorrangig in windstarken Gebieten installiert. Ein einzelnes Windkraftrad kann zwischen 600 Watt bis 2,3 MW (Megawatt) Leistung bringen. Im Windpark Mönchengladbach-Wanlo stehen zehn Windkrafträder. Diese erzeugen bei optimalen Bedingungen bis zu 20,2 MW.
Vorteile bei Windkrafträdern sind, dass sie umweltfreundliche Energie erzeugen. Der Windbestandteil ist immer vorhanden, so dass Energie erzeugt werden kann. Sie können zeitunabhängig Energie erzeugen.
Nachteile von Windparks sind, dass sie viel Platz benötigen. Des Weiterem erzeugen sie einen Schattenwurf, welcher in Wohngebieten negativ auffällt. Auch kann durch Windkrafträder der Anblick der Natur gestört werden. Deutschlandweit betrug die erzeugte Energie aller Windkrafträder im Jahre 2008 rund 20,287 MW. Vor zehn Jahren betrug die Gesamtenergie, der Windkraft, gerade mal 7,861 MW.

Pro und Contra zur Windenergie:

Positiv:

  1. Minderung des CO2-Gehaltes, emissionsfreier Betrieb
  2. Es werden über 74.000 Arbeitsplätze geschaffen
  3. Rohstoffunabhängigkeit

Negativ:

  1. Windschatten (Psychologische Störungen/Belastungen)
  2. Schwankungen der Windstärke und unterschiedliche Windintensität. Deshalb benötigt man Speichermöglichkeiten und ein Gesamtstromnetz, welches auf die unendliche Strommenge ausgelegt ist.
  3. Verunstaltung der Natur

Verweise:
-> http://www.joachim-schaub.de/wk/vorundnach.htm
-> http://www.stromspartipps.net/stromerzeugung/windkraftanlage
-> http://www.strom-infos.net/vor-und-nachteile-der-windenergie.html
-> http://www.solar-und-windenergie.de/windenergie/vor-und-nachteile-windkraft.html

Zwei verschiedene Arten von Windkraftwerken:

1.Fallwindkraftwerk:

Die Luft, die sich im oberen Bereich des Kamins befindet, wird mittels zerstäubter Wassertropfen derart abgekühlt, dass sie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20 m/s absinkt. Auf dem Weg nach unten treibt sie Rotorflächen an. Diese wiederum speisen die mechanische Energie in den Generator ein.

Verweise:
-> http://www.stromgewinnung.com/windkraftwerk.shtml
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Fallwindkraftwerk
-> http://www.ascensio2010.de/community/index.php?page=Custom&pageID=12

2.Aufwindkraftwerke:

Dies ist eine Kombination aus einem Treibhaus, einem Kamin und dem Windrad. Das Dach ist lichtdurchlässig. So trifft das Licht auf den Boden und wird in eine langwellige Wärmestrahlung umgewandelt. Diese erhitzt die Luft der Umgebung. Die Luft steigt daraufhin mit hoher Geschwindigkeit, innerhalb des Kamins, auf. Währenddessen bewegt der Luftstrom einen Rotor, der wiederum einen Generator antreibt.

Bild "turm.jpg"

Aufbau des Turms (Windräder):


Die Türme der größten Windanlagen sind über 100 Meter hoch. Zusammen mit den Flügeln ist die Anlage dann 150 Meter groß. Dabei gilt, umso höher der Turm, desto weniger Luftverwirbelungen entstehen. Die mittleren Windgeschwindigkeiten hängen auch von der Höhe ab.

Wirtschaftsfaktor:

Durch die Windkraft entstand eine komplett neue Wirtschaftsbranche. Sowohl neue Industrie, als auch neue Dienstleistungen haben durch die Windenergie ihren Platz gefunden. Auch haben sie bereits 74.000 (2007; http://www.wind-energie.de/fileadmin/dokumente/Presse_Hintergrund/HG_Arbeitsplaetze.pdf) qualifizierte Arbeitsplätze geschaffen.
Die Windenergie hat einen momentanen Marktanteil von 6%( von 2000; http://www.windkraft.de/windkraft/ct_info_branch_2000.html).
Besonders in den traditionell schwach strukturierten Regionen wie Niedersachsen, Schleswig Holstein und Mecklenburg Vorpommern werden wirtschaftliche Impulse gesetzt. Auch sichert die Windenergie die Kaufkraft der Region. Dadurch wird die Finanzkraft der Kommunen zusätzlich verbessert.

Entwicklung und Investitionen bis 2020:

Die Entwicklung der Windenergie war unerwartet und bemerkenswert. Das Ergebnis von 10 Jahren Windenergie sind 5 Gigawatt installierte Leistung, alleine in Deutschland. Im Jahr 2000 wurden Prognosen von einem jährlichen Wachstum zwischen 30% und 40% aufgestellt. Erst Mitte der 1990-er Jahre setzte sich die Windenergie durch und wurde eine mittelständische Industrie.

Verweise:
-> Carl von Ossietky Universität Oldenburg

Chancen für die Zukunft:

Windkraftwerke setzen durch ihre gewaltige Innovationskraft weltweit Maßstäbe. Trotz der mangelnden Standorte glauben die Unternehmen, dass der aus Windrädern produzierte Strom in Zukunft weiter steigen wird. Laut der Prognose werden bis 2014 weltweit rund 21000 Megawatt Windleistung installiert sein. Weltweit werden Klimakapazitäten angebaut (deutlich steigende Energienachfrage und immer knapper werden Fossile Ressourcen). Die European (→ die European ist eine Organisation, die sich um die „regnerative“ Forschung in Europa kümmert. (→ http://www.esf.org/ )) prognostiziert ein Wachstum der installierten Leistungen, um 25% jährlich.

Verweise:
-> http://www.windenergie.de

Entstehung der Windenergie:

Die heutigen Windkrafträder, die für emissionsfreien Strom sorgen, stammen von den Windmühlen ab. Die Windmühlen wurden zum Mahlen von Getreide verwendet.

Verweise:
-> http://www.unendlich-viel-energie.de

Kosten Vergleich (für den Verbraucher):

  • bis zu 6 Cent bei Gastrubinen/Öl, pro Kilowattstunde
  • bis zu 4,6 Cent bei Braunkohle, pro Kilowattstunde
  • bis zu 3,8 Cent bei Steinkohle, pro Kilowattstunde
  • bis zu 2,9 Cent bei Gastrubinen/ Edelgase, pro Kilowattstunde
  • bis zu 1,5 Cent bei Gas-/Damftrurbinen / Erdgas, pro Kilowattstunde
  • bis zu 0,3 Cent bei Kernkraft, pro Kilowattstunde
  • bis zu 0,05 Cent bei Windkraft, pro Kilowattstunde

Verweise:
-> http://www.wvwindkraft.de/index.php?article_id=16

„Würden die Kosten dem Konventionellen Energieerzeugern aufgelegt, wäre die Windenergie schon heute Konkurrenzfähig.“ Jedoch wird das benötigte Geld nicht investierten, damit dies eintritt.

Die Nutzung der Windenergie im Zeichen der Umwelt:

Die Windenergie ist eine Stromerzeugung für mehr Lebensqualität. Im Gegensatz zur konventionellen Energieerzeugung( Uran, Erdöl, Kohle und Erdgas), ist die Nutzung der Windenergie gefahrlos und klimafreundlich. Pro Jahr erspart die Windenergie der Umwelt einen Ausstoß von 679.000 kg CO2, 3600 kg Schwefeloxid, 900 kg Stickstoffoxide, 300 kg Staub und 200 kg Kohlenstoffmonoxid.

Verweise:
-> http://www.wvwindkraft.de/index.php?article_id=16

Erneuerbare Energien werden immer besser und billiger:

In den letzten Jahren genossen Windanlagen seinen erheblichen, technischen Fortschritt und haben ihre Kosten realisiert.
„ Die Erneuerbare Energien haben seid ihrer Markteinführung nicht nur quantitativ eine stürmische Entwicklung erlebt, sondern auch aus technologischer Sicht Fortschritte erzielt, die noch vor zehn Jahren kaum absehbar waren“, bilanzierte Jörg Mayer, Geschäftsführer der Agentur für Erneuerbare Energien.

Mit Erneuerbaren Energien in die Zukunft:

Deutschland ist sich einig. Es will die Energieversorgung durch deutliches Erhöhen der erneuerbaren Energien verbessern.“ Im Jahr 2050 soll der Anteil der erneuerbaren Energien an der Gesamtstromerzeugung in Deutschland und Europa bereits 50% ausmachen.“, so (ehemaliger)Bundesminister Jürgen Trittin und die europäische Kommission.
Dabei soll die Windenergie eine große Rolle spielen und überproportional ansteigen. Eine alternative für Erneuerbare Energien gibt es nicht.


Windkraft 2020:

Laut der „Frankfurter Rundschau“ können anhand des  "Nationalen Aktionsplan für erneuerbare Energie" bereits bis 2021, zumindest rechnerisch, Erneuerbare Energien den Atomstrom überflüssig machen.  
Mit dem Kyoto-Protokoll zum Schutz des Klimas haben die Industrieländer die Verpflichtung übernommen, ihren Ausstoß von Treibhausgasen bis 2020 um zwanzig Prozent unter das Niveau von 1990 zu senken.
Um die schlimmsten Auswirkungen des menschlichen Verhalten aufzuhalten, müssen die Kohlendioxid-Emissionen bis zum Jahr 2050 international um 80 Prozent gesenkt werden.
Ohne den Einsatz der Windenergie an Land und auf See ist dieses Ziel weder weltweit, noch für Europa oder für Deutschland erreichbar.

Eine neue Studie zeigt, dass bis zur Mitte des Jahrhunderts über ein Drittel des weltweit benötigten Stroms mit Wind erzeugt werden kann. Das würde einer Einsparung von etwa 4,7 Milliarden Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid im Jahr 2050 entsprechen( Studie wirde am 20. September 2006 von. Greenpeace und der Weltwindenergieverband veröffentlicht).
Deutschland führt im Bereich der Windkraft. Wir haben über 18.000 Megawatt installierte Leistung. Global gesehen sind es zurzeit 59.000 Megawatt. Spanien steht an zweiter Stelle mit 10.027 Megawatt.
Jedoch schafft Deutschland es nicht die geplanten Windkraftwerke auf  See einzuhalten und liegt weit zurück. Während es schon Paris erreichte hängt Deutschland noch hinterher.
Um einen totalen „Klimakollaps“ zu verhindern, muss mehr Geld und Entwicklungsarbeit in regenerative Energien investiert werden.


http://www.unendlich-viel-energie.de/typo3temp/pics/6cf404b323.jpg
Quellen:
  http://www.windkraftanlagen-windenergie.de/10-zukunft-der-windkraftnutzung.php
http://www.strom-magazin.de/strommarkt/prognose-bis-2020-knapp-40-prozent-oekostrom_28580.html


Fazit:

Alles in allem bietet die Windenergie uns die Möglichkeit, die Umwelt etwas zu schonen und trotzdem auf nichts verzichten zu müssen. Wir haben die Möglichkeit, Wind auf die verschiedensten Weisen, in Energie umzuwandeln.  Jedoch fehlt es momentan noch an Geld. In Zukunft aber wird versprochen,   Windenergien auszubauen und zu fördern.
Die Windenergie bietet sowohl positive, als auch negative Aspekte. Jedoch überwiegen die Vorteile hier deutlich.