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WINDENERGIE IST DIE ENERGIE DER ZUKUNFT

Windenergie ist die Energie der Zukunft! | Staffxperts GmbH

18. Mai 2020

Was versteht man unter Windenergie?

Die Windenergie oder Windkraft ist die großtechnische Nutzung des Windes als erneuerbare Energiequelle. Sie wird seit dem Altertum genutzt, um Energie aus der Umwelt für technische Zwecke verfügbar zu machen. In der Vergangenheit wurde die mit Windmühlen verfügbar gemachte mechanische Energie direkt vor Ort genutzt, um Maschinen und Vorrichtungen anzutreiben. Mit ihrer Hilfe wurde Korn zu Mehl gemahlen, Grundwasser an die Erdoberfläche gefördert oder Sägewerke betrieben. Heute ist die Erzeugung von elektrischer Energie mit Windkraftanlagen die, mit großem Abstand, wichtigste Nutzung. Windenergieanlagen haben sich bereits nach etwa drei bis sieben Monaten energetisch amortisiert. Das heißt, nach dieser Zeit hat die Anlage so viel Energie produziert wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss. Dies ist im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien sehr kurz. Konventionelle Energieerzeugungsanlagen amortisieren sich dagegen nie energetisch. Es muss im Betrieb immer mehr Energie in Form von Brennstoffen eingesetzt werden, als man an Nutzenergie erhält.

Strom aus Wind – so funktioniert es

Der Energieträger Wind ist kostenlos und unbegrenzt verfügbar. Windenergieanlagen nutzen diesen „Rohstoff“, indem die Bewegungsenergie des Windes zunächst in mechanische Rotationsenergie umformt wird.

 
Windturninen Offshore-Windpark

Bildquelle: Adobestock_164631532 von Max Topchii

Dabei werden durch den Wind bzw. die Luftströmung, die einzelnen Rotorblätter (Flügel des Windrades) an den Windkraftanlagen in eine Drehbewegung versetzt. Über eine Antriebswelle wird diese Bewegung an einen Stromgenerator weitergegeben und schließlich zu elektrischem Strom umgewandelt. Entscheidend für einen hohen Stromertrag sind vor allem hohe, mittlere Windgeschwindigkeiten und die Größe der Rotorfläche.

Windprofil - Höhenmeter

Bildquelle: https://wind-fgw.de/themen/referenzertraege/

Es gibt 3 verschiedene Arten von Windkraftanlagen

  1. Dreiblattrotor: Die dreiblättrige Windkraftanlage ist die am meisten verwendete Anlage
  2. Darrieus-Rotor: Der Darrieus-Rotor besitzt eine senkrechte Achse, so kann das Getriebe und der Generator am Boden platziert werden.
  3. Savonius-Rotor: Der Savonius-Rotor ist eine Windturbine mit zwei oder mehr schaufelförmigen, einander überlappenden Flügeln, die entlang der Drehachse gestreckt und zwischen kreisförmigen Endscheiben montiert sind.

Bei zunehmender Höhe über dem Erdboden weht der Wind stärker und gleichmäßiger. Je höher die Windenergieanlage und je länger die Rotorblätter, desto besser kann die Anlage das Windenergieangebot ausnutzen. Bei jeder Umdrehung werden 19,4 Kilowattstunden an Strom erzeugt, die bei einer Vergütung von 5 Cent je Kilowattstunde knapp einen Euro einbringen. Pro Stunde sind das knapp 417 Euro, wenn der Wind konstant weht.

Was ist ein Windpark?

Ein Windpark ist die Konzentration von Windenergieanlagen zur Stromgewinnung an einem Ort. Die räumliche Zusammenführung kann einerseits durch die besondere Eignung des Ortes, andererseits durch technische Notwendigkeiten wie die Stromeinspeisung in ein Verteilungsnetz oder die organisatorische Zusammenführung durch den Betreiber oder Investor bedingt sein. Nach einer Entscheidung des Bundesverwaltungsgerichts vom Juni 2004, gilt in Deutschland eine Konzentration von wenigstens drei Windenergieanlagen (WEA) genehmigungsrechtlich als Windpark. Dafür müssen die Windkraftwerke “einander räumlich so zugeordnet sein, dass sich ihre Einwirkungsbereiche überschneiden oder wenigstens berühren.”

Definition Onshore-Windpark:

“On shore” steht im englischen Sprachgebrauch für “an Land”. Für den Bereich Windkraft bedeuten Onshore-Windparks Ansammlungen von Windkraftwerken zur Energieerzeugung auf dem Festland.

Onshore Windpark

Bildquelle: Adobestock_194140421 von tickcharoen04

Definition Offshore-Windpark:

“Off shore” bedeutet “vor der Küste”. Offshore-Windparks bestehen meist aus einer sehr großen Anzahl an Windrädern im Küstenvorfeld der Meere. Die deutsche Bezeichnung Hochsee-Windpark ist insofern nicht zutreffend, als Offshore-Windparks nicht in der Hochsee, sondern ausschließlich an Meeresstandorten auf dem Festlandsockel angelegt werden.

Offshore-Windpark im Ozean im Sonnenuntergang

Bildquelle: Adobestock_176894166 von peterschreiber.media

Windpark: onshore und offshore im Vergleich

Onshore-Windparks erzeugen also Strom aus Windkraft an Land, Offshore-Windparks im
Küstenvorfeld der Meere.

Ein großes Plus von Onshore-Windenergieanlagen liegt in den deutlich günstigeren Baukosten gegenüber dem Offshore-Anlagenbau. Außerdem kann Onshore-Strom gleich dort verbraucht werden, wo er erzeugt wird. Vom Ertrag der sauberen Stromproduktion profitieren große Konzernen, aber auch regionale Planungsfirmen und Grundstücksbesitzer.

Auch die Umweltbelastung fällt bei einem Standort an Land oder vor der Küste unterschiedlich aus. Der saubere Strom durch erneuerbare Energien ist nicht automatisch in jedem Aspekt umweltfreundlich. Vor Ort ist ein Windrad eine Beeinträchtigung für Flora und Fauna. Die Natur muss im Umfeld von Onshore-Anlagen den Bau von Zufahrtswegen, erhöhtes Verkehrsaufkommen und Lärm durch intensive Bautätigkeit und später durch Wartung, Bodenverdichtung und Abholzung über sich ergehen lassen. Der Betrieb der Windkraftanlagen schadet dann vor allem Vögeln und Fledermäusen am Standort, die mit den schnellen Rotorblättern kollidieren oder durch die entstehenden Verwirbelungen und Druckunterschiede getötet werden. Dennoch hält sich der Schaden durch Onshore-Windenergieerzeugung gegenüber den größeren Eingriffen in das marine Ökosystem, die Offshore-Windparks bedeuten, sehr in Grenzen.

Auf dem Meer wird durchschnittlich pro Windkraftanlage mehr Strom erzeugt. Denn Offshore-Anlagen erzielen durch eine hohe Auslastung mit 3.500 bis 5.000 Volllaststunden sehr hohe Stromerträge. Dem stehen hohe Kosten und Risiken bei Bau, Betrieb und Netzanbindung gegenüber. Weil Offshore-Windparks im Allgemeinen großen Energiekonzernen gehören, gibt es in der Regel kaum regionale Wertschöpfung bei dieser Windenergie-Form in Deutschland.

Die durch Überfischung, Müllanreicherung und Überdüngung sowieso stark belasteten Ökosysteme der Meere, müssen im Zuge von Offshore-Stromerzeugung nun die Einrichtung, den Betrieb und die Wartung riesiger Windparks im Küstenvorfeld der Meere aushalten. Allein die starke Lärmbelastung, die entsteht, wenn die Fundamente der Windkraftanlagen in den Meeresboden gerammt werden, kann Fische vertreiben und ertauben lassen, die dann ohne orientierungs- und hilflos zugrunde gehen. Für Zug- und Seevögel gehen wichtige Nahrungs- und Rastgebiete verloren, die Turbinen der Windräder bilden unüberwindbare Hindernisse auf ihren Zugrouten. Dies stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Artenvielfalt dar

Die zehn größten Onshore- und Offshore-Windparks in Deutschland

Onshore-Windparks:

10 größsten Onshore-Windparks Deutschland-2020

Bildquelle: https://www.verivox.de/strom/themen/windpark/

Offshore-Windparks:

10 größsten Offshore-Windparks Deutschland-2020

Bildquelle: https://www.verivox.de/strom/themen/windpark/

 

Warum Windenergie?
Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit im Fokus

Windenergie ist die Energie der Zukunft! Dies hat sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Gründe. Beim Einsatz von regenerativer Energie benötigt man keine schädlichen Brennstoffe und verhindert somit Umwelt- und Gesundheitsschäden. Dennoch darf der Strom aus Windkraft nicht zu teuer sein, und muss ohne viel Förderung auskommen. Dabei sind wir auf einem sehr guten Weg.

Umweltfreundlichkeit

  • Mit Hilfe von erneuerbaren Energien werden nationale und internationale Umweltziele erreicht. 
  • Der Treibhauseffekt wird verringert und somit das Ökosystem unterstützt.
  • Beim Einsatz von regenerativer Energie benötigt man keine schädlichen Brennstoffe und verhindert somit Umwelt- und Gesundheitsschäden.
  • Durch den Einsatz von Windkraftanlagen wird die Energie aus Kernkraftanlagen nach und nach überflüssig.

Wirtschaftlichkeit

  • Durch die Planung, Errichtung und Betriebsführung von Windkraftanlagen werden neue Arbeitsplätze geschaffen.
  • Bei regionaler Windenergie wird die örtliche Wirtschaft unterstützt und der Energie-Import aus dem Ausland kann verringert werden.
  • Beim Einsatz von Windenergie wird die Abhängigkeit von Erdöl, Kohle, Uran oder Erdgas reduziert, und somit die Versorgungssicherheit erhöht.
  • Windenergie trägt zur Stabilisierung des Strompreises bei.

Entwicklung der Windenergienutzung in Deutschland

Die Windenergie ist eine tragende Säule der Energiewende. Sie hat sich in den vergangenen Jahren rasant entwickelt und leistet heute einen bedeutenden Beitrag zur deutschen Stromversorgung. Bereits jetzt leistet Windkraft mit 8,6 % den größten Anteil der Erneuerbaren und spart bis zu 40 Millionen Tonnen Treibhausgasemissionen pro Jahr ein. Kurz- bis mittelfristig bietet die Windenergie das wirtschaftlichste Ausbaupotenzial unter den erneuerbaren Energien. Seit Anfang der 1990er-Jahre wurden mehrere zehntausend Windenergieanlagen in Deutschland installiert. Dadurch kann die Windenergienutzung mittlerweile einen bedeutenden Beitrag zur deutschen Stromversorgung leisten. Anfangs wurden Windenergieanlagen vor allem in den besonders windreichen Küstenregionen errichtet. Beeindruckende Entwicklungen in der Anlagentechnik haben aber inzwischen dazu geführt, dass die Windenergienutzung durch hohe Anlagen mit großen Rotordurchmessern auch im Binnenland wirtschaftlich ist. Heute ist es zum Beispiel aufgrund ihrer Höhe technisch möglich, moderne Windenergieanlagen auch in Waldflächen zu errichten. Eine zunehmende Bedeutung bekommt das „Repowering“ von Windenergieanlagen. Damit ist das Ersetzen alter Windenergieanlagen mit geringer Leistung, durch neue, leistungsstärkere, mit höherem Wirkungsgrad gemeint. Durch das Repowering ist eine wesentliche Steigerung des Stromertrags möglich, ohne dass zusätzliche Flächen in Anspruch genommen werden müssen.

Jährlich installierte Windenergie_Leistung in Deutschland

Bildquelle: https://energytransition.org/2016/01/2015-germanys-record-wind-year/

Isabella Wieners

Isabella Wieners

Teamleitung Energie / Senior Key Account Manager

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