Windkraftanlagen
Von Martin Beres 3.a
Windkraftanlage
• Eine Windkraftanlage (WKA) wandelt die kinetische
Energie des Windes in elektrische Energie um und speist
sie in das Stromnetz ein. Dies geschieht, indem die
Bewegungsenergie der Windströmung auf die Rotorblätter
wirkt und sie somit den Rotor in eine Drehbewegung
versetzt. Der Rotor gibt die Rotationsenergie an einen
Generator weiter, die dort in elektrische Energie
umgewandelt wird.
• In der Fachliteratur hat sich ebenfalls der Begriff
Windenergieanlage (WEA) etabliert, manchmal wird auch
als universeller Sammelbegriff Windkraftkonverter
(WKK) verwendet.
• Die Betrachtung mehrerer Windkraftanlagen findet sich
im Artikel Windpark. Energiepolitische Aspekte werden im
Artikel Windenergie genannt.
Geschichte der Windkraftanlagen
• Die heutigen Windkraftanlagen entwickelten sich aus der
Windmühlentechnik und dem Wissen über die Aerodynamik.
Die ersten Anlagen zur Stromerzeugung sind Ende des
19. Jahrhunderts entstanden.
• 1920 zeigte Albert Betz, dass physikalisch bedingt höchstens
59,3 % der Energie des Windes nutzbar sind. Seine Theorie zur
Formgebung der Rotorblätter ist auch heute noch Grundlage
für die aerodynamische Auslegung der Anlagen.
• 1957 wurde von Ulrich W. Hütter die Grundlage für alle
modernen Windkraftanlagen gelegt: das Windtestfeld, das
später nach ihm benannt wurde, wurde in der Nähe von
Geislingen an der Steige auf der Schwäbischen Alb in Betrieb
genommen.
Bestandteile einer Windkraftanlage
• Eine Windkraftanlage besteht im Wesentlichen aus einem
Rotor mit Nabe und Rotorblättern sowie einer
Maschinengondel, die den Generator und häufig ein Getriebe
beherbergt. Es gibt auch Anlagen ohne Getriebe. Die Gondel
ist drehbar auf einem Turm gelagert, dessen Fundament die
notwendige Standsicherheit gibt. Dazu kommen die
Überwachungs-, Regel- und Steuerungssysteme sowie die
Netzanschlusstechnik in der Maschinengondel und im Fuß
oder außerhalb des Turmes.
Typenklasse (Windklasse)
• WKA können für verschiedene Windklassen zugelassen
werden. International ist die Normung der IEC (International
Electrotechnical Commission) am geläufigsten. In
Deutschland gibt es zudem die Einteilung des Deutschen
Institutes für Bautechnik (DIBT) in Windzonen. Die IECWindklassen spiegeln die Auslegung der Anlage für
windstarke oder windschwache Gebiete wider.
• Charakteristisch für Windkraftanlagen in höheren Klassen
(weniger Wind) sind größere Rotordurchmesser bei gleicher
Nennleistung und oft auch ein höherer Turm.
• Als Bezugswerte werden die durchschnittliche
Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe und ein Extremwert
verwendet, der statistisch nur ein Mal im 10-Minuten-Mittel
innerhalb von 50 Jahren auftritt.
Vergleich zwischen den Windkraftanlagen und
Atomkraftwerken
Mühlenpark Windkraftwerke

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