Informationen zur Technologie
- Windkraftrad
Zur Nutzug der Windenergie als Ressource wird die Bewegungsenergie des Windes eingesetzt. Sie ist überall auf der Welt zu nutzen, bevorzugt in Küstenregionen und auf Bergkuppen sowie auf See bei sogenannten Offshore-Anlagen.
Windräder erbringen heute eine Leistung in Höhe von 0,05 kW bis zu 7,5 MW pro Anlage. Windfarmen liefern ein vielfaches dieser Menge.
Moderne Windkraftanlagen funktionieren nach dem Auftriebsprinzip, ähnlich wie beim Flugzeug, das den Flügel in Rotation versetzt. Im Gegensatz dazu wurden „Windräder“ früher nach dem Wiederstandsprinzip betrieben. Die Windmühlen wurden dem Wind sozusagen in den Weg gestellt. Durch den Widerstand, den die Segel boten, wurden die Räder angetrieben. Bei dieser Technik konnte man dem Wind jedoch lediglich 15% der Energie entziehen. Bei modernen Anlagen, die nach dem Auftriebsprinzip funktionieren, liegt dieser Wert bei immerhin 60%.
Betriebsphasen
In Abhängigkeit zur Windgeschwindigkeit unterscheidet man vier unterschiedliche Betriebsphasen. Ist die Windgeschwindigkeit zu gering, steht das Windrad still. Ab einer gewissen Windgeschwindigkeit – diese liegt je nach Anlagentyp bei 3 – 5 m/s – beginnt das Windrad zu arbeiten. Steigt die Windgeschwindigkeit, steigert sich ebenfalls die Leistung der Windkraftanlage. überschreitet die Windgeschwindigkeit die Leistungsgrenze des Windrades, muss der Leistungsüberschuss weggeregelt werden. Bei Sturm, d.h. ab einer Windgeschwindigkeit von 24 – 26 m/s, werden die Windkraftanlagen, aufgrund der starken Lasten, die der Rotor aushalten muss, vom Netz genommen.
Anlagen, die bereits bei Windgeschwindigkeiten von ca. 3m/s anlaufen, erreichen bei vergleichsweise geringen Windgeschwindigkeiten die Leistungsgrenze und eignen sich daher eher für Binnengebiete.
Größere Anlagen eignen sich für Küstengebiete oder Offshore-Windparks. Ab einer Geschwindigkeit von 12 – 13m/s gibt es bei durchschnittlichen Windkraftanlagen keine Erhöhung des Ertrags mehr.
Investitionskosten
Die durchschnittlichen Investitionskosten für eine Windkraftanlage liegen derzeit bei ca. 800 – 900 € pro installiertem kW. Hinzu kommen Zusatzkosten für Fundament, Netzanbindung, Zuwegung, Grundstückskosten und Planung. Diese Investitionsnebenkosten liegen in einer Größenordnung von ca. 30% der Anlagenkosten. Dies ergibt bei einer 2 MW Anlage Investitionskosten von ca. 2,34 Millionen Euro.
Stromgestehungskosten
Die Stromgestehungskosten für Strom aus Windenergie liegen in Deutschland zwischen 5,5 und 13 Cent/kWh.
Potenziell könnten in Deutschland mit Windkraftanlagen an Land jährlich rund 50 TWh Strom erzeugt werden, dies entspricht 10% des deutschen Strombedarfs. Mit Offshore-Anlagen könnten bis zu 110 TWh erzeugt werden. Dies entspricht etwa 30% des deutschen Bedarfs.
