Wie funktionieren Windkraftanlagen?

Windkraftanlagen funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Anstatt wie ein Ventilator Strom zur Winderzeugung zu nutzen, nutzen Windkraftanlagen den Wind zur Stromerzeugung. Der Wind dreht die propellerartigen Rotorblätter einer Turbine um einen Rotor, der wiederum einen Generator antreibt, der wiederum Strom erzeugt.

Wind ist eine Form von Sonnenenergie, die durch die Kombination dreier gleichzeitig auftretender Ereignisse entsteht:

1. Die Sonne erwärmt die Atmosphäre ungleichmäßig
2. Unregelmäßigkeiten der Erdoberfläche
3. Die Rotation der Erde.

Windströmungsmuster und -geschwindigkeitenDie Windströmungen in den Vereinigten Staaten variieren stark und werden durch Gewässer, Vegetation und Geländeunterschiede beeinflusst. Der Mensch nutzt diese Windströmung bzw. Bewegungsenergie für viele Zwecke: zum Segeln, Drachensteigen und sogar zur Stromerzeugung.

Die Begriffe „Windenergie“ und „Windkraft“ beschreiben beide den Prozess, bei dem Wind zur Erzeugung mechanischer Energie bzw. Elektrizität genutzt wird. Diese mechanische Energie kann für bestimmte Aufgaben (z. B. zum Mahlen von Getreide oder zum Pumpen von Wasser) genutzt oder durch einen Generator in Elektrizität umgewandelt werden.

Eine Windkraftanlage wandelt Windenergie inDie aerodynamische Kraft der Rotorblätter, die wie Flugzeugflügel oder Hubschrauberrotorblätter funktionieren, wird genutzt, um Strom in Elektrizität umzuwandeln. Strömt der Wind über die Rotorblätter, sinkt der Luftdruck auf einer Seite. Der Druckunterschied zwischen den beiden Blattseiten erzeugt Auftrieb und Luftwiderstand. Die Auftriebskraft ist stärker als der Luftwiderstand und versetzt den Rotor in Rotation. Der Rotor ist entweder direkt (bei einer Direktantriebsturbine) oder über eine Welle und ein Getriebe mit dem Generator verbunden, die die Rotation beschleunigen und so den Generator kleiner machen. Diese Umsetzung der aerodynamischen Kraft in Rotation erzeugt Strom.