Was der Wind bewegt
\nSeit Jahrtausenden nutzt der Mensch die Kraft des Windes: Vor mehr als 4000 Jahren wurden die ersten Windm\u00fchlen errichtet, um mithilfe der Windkraft Getreide zu mahlen. Seit dem Altertum wird Windenergie zudem zur Fortbewegung z.B. mit Segelschiffen genutzt.Den Wind als Energiequelle zu nutzen, ist also keinesfalls neu. In der heutigen Zeit, aufgrund geringer werdender Ressourcen an Erd\u00f6l und Erdgas, bekommt Windenergie aber eine v\u00f6llig neue Bedeutung, da der Wind als unersch\u00f6pflich nutzbare Energiequelle betrachtet werden kann.<\/p>\n
Energie kann nach dem physikalischen Energieerhaltungssatz weder erzeugt noch verbraucht oder zerst\u00f6rt werden. Sie kann jedoch in verschiedene Formen umgewandelt werden, was auch bei Windkraftanlagen genutzt wird: Die Bewegungsenergie (kinetische Energie) des Windes kann vom Rotor einer Windkraftanlage in Rotationsenergie umgesetzt werden, diese wiederum wird durch den angeschlossenen Generator in elektrische Energie umgewandelt.<\/p>\n
Die Leistungsf\u00e4higkeit (Wirkungsgrad) einer Windkraftanlage wird folglich an der Menge der elektrischen Energie gemessen, die aus der kinetischen Energie des Windes umgewandelt werden konnte. Je mehr kinetische Energie dem Wind von einer Windkraftanlage entzogen wird, umso st\u00e4rker wird der Wind abgebremst. Wenn man versuchen w\u00fcrde, die gesamte Energie aus dem Wind zu gewinnen, dann h\u00e4tte die Luft hinter dem Rotor die Geschwindigkeit null, d.h. sie w\u00fcrde die Windkraftanlage nicht verlassen, was praktisch nicht m\u00f6glich ist, da die Luft hinter der Anlage abgef\u00fchrt werden muss und hierf\u00fcr einen Teil ihrer Bewegungsenergie ben\u00f6tigt. Man kann also nur einen bestimmten Anteil der kinetischen Energie in Rotationsenergie umwandeln,n\u00e4mlich maximal 59,3 % (Gesetz von Betz). Die besten heutigen drei-bl\u00e4ttrigen Rotoren erzielen bereits Werte von ca. 50 %.<\/p>\n
Offenkundig ist die Windgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung f\u00fcr die Energieausbeute einer Windkraftanlage. Denn die Energie des Windes, die f\u00fcr die Umwandlung in Rotationsenergie zur Verf\u00fcgung steht, steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit. Aufgrund dieser Beziehung w\u00e4chst bei doppelter Windgeschwindigkeit das Energieangebot an die Rotoren um das Achtfache! Deshalb ist es wichtig, Windenergieanlagen an Orten mit m\u00f6glichst hohen Windgeschwindigkeiten aufzustellen. In Deutschland sind das insbesondere die Nordsee- und Teile der Ostseek\u00fcste sowie h\u00f6here Berglagen. Immer mehr Bedeutung gewinnen Windturbinen auf See, sogenannte Offshore-Anlagen. Ab einer mittleren j\u00e4hrlichen Windgeschwindigkeit von 4-5 m\/s kann eine gute Leistung erzielt werden und die Windkraft ist geeignet, wirtschaftlich Elektrizit\u00e4t bereitzustellen.<\/p>\n
Bei den bevorstehenden st\u00fcrmischen Tagen also gute Aussichten f\u00fcr die Stromerzeugung durch Wind? Nicht unbedingt: Ab ca. 100 km\/h (Bft 10) werden die meisten Windkraftanlagen abgeschaltet, bzw. stellen sich die Rotorbl\u00e4tter automatisch waagrecht zum Wind um eventuelle Sch\u00e4den zu vermeiden. „Viel hilft viel“ gilt f\u00fcr die Windenergie also nicht…<\/p>\n
Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 06.02.2016 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst<\/p>\n
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