Windkraftanlagen in Deutschland - Technik der Zukunft

Im Jahr 1887 wurde die erste Windanlage zur Stromerzeugung von einem Schotten in Betrieb genommen. 1920 wurden physikalische Prinzipien durch Albert Betz aufgestellt, die noch heute Anwendung finden, um die Windenergie optimal zu nutzen. In Deutschland wurde längere Zeit mit einem zweiflügeligen Rotor experimentiert, in Dänemark wurden dann schon die dreiflügeligen Rotoren eingesetzt, die sich bis heute bewährt haben und die meiste Energie in der Umsetzung erzeugen. Dänemark ist auch das Land mit den meisten Windenergieanlagen zur Stromerzeugung.

Um abschätzen zu können, ob der Jahresertrag der Anlage für den jeweiligen Standort ausreichend ist, wird mit einer mittleren Windgeschwindigkeit gerechnet. Das ist ein Durchschnittswert der über das ganze Jahr vorhandenen Windgeschwindigkeiten. Die untere Grenze für die Wirtschaftlichkeit einer Anlage liegt bei fünf bis sechs Metern/s. Es ist aber sinnvoll, die geplante Anlage für eine höhere Windgeschwindigkeit auszulegen. Ihre beste Leistung erreicht die Anlage bei einer sogenannten Nenngeschwindigkeit, wobei die Leistungen konstant gehalten werden. Damit werden Überlastungen vermieden. Bei zu hohen Windgeschwindigkeiten, Sturm oder Ähnliches muss die Anlage ganz abgeschaltet werden. Es gibt verschiedene Arten von Anlagen, hauptsächlich in Betrieb sind Widerstandsläufer, hierbei treibt der Wind eine Fläche vor sich her und der Rotor nutzt so den Luftwiderstand. Dann gibt es die Auftriebsläufer, diese nutzen die quer zur aktiven Strömung wirkende Auftriebskraft. Die meisten Anlagen sind Auftriebsläufer. Daneben gibt es noch eine Reihe weniger verbreiteter Bauformen, die aber in der Regel nur bei Kleinanlagen verwendet werden. Die Rotationsachse kann außerdem vertikal oder horizontal ausgerichtet sein.

Diverse Windkraftanlagen in Dänemark und vor der deutschen Nord- und Ostseeküste werden als Offshoreanlagen betrieben. Diese Anlagen müssen durch ihre Entfernung zum Endabnehmer deutlich größer ausfallen als Windanlagen, die in der Nähe besiedelter Gebiete aufgestellt werden. Allerdings ist ihre Ausbeute an Energie unvergleichlich höher, da der Wind ungehindert die Rotoren antreibt und eine große Menge an Energie erzeugt werden kann. Die Offshoreanlagen sind üblicherweise für eine wesentlich höhere Windgeschwindigkeit ausgelegt. Ein weiteres Problem der Offshoreanlagen liegt in der salzhaltigen Luft und den Meeresbewegungen, hier sind widerstandsfähigere Materialien beim Bau nötig und eine höhere Standfestigkeit des Turmes.

Seit den ersten Anlagen wird kontrovers darüber diskutiert, ob die Windenergieanlagen eine negative Auswirkung auf die Vogelpopulation in Deutschland habe. 2005 wurde durch den Naturschutzbund NABU festgestellt, dass etwa 1.000 Vögel pro Jahr durch die Windanlagen ums Leben kommen. Dies wäre ein Vogel pro Jahr auf zwei Windräder. Andere Studien warten mit höheren Zahlen auf, da wird von 4-5 Vögeln pro Jahr gesprochen. Dagegen stehen etwa 10 Millionen getöteter Vögel durch Verkehr oder Hochspannungsleitungen. Da aber die einzelnen Vogelarten unterschiedlich auf die Windanlagen reagieren, geht eine Untersuchung eines geplanten Standortes auch immer mit einem avifaunistischen Gutachten einher. Besonders wenn in dem Gebiet gefährdete Arten nisten, ist manchmal von einer Errichtung abzusehen.