Windturbinengenerator – Neue Lösung für kostenlose Energie

Was ist Windenergie?

Menschen nutzen die Kraft des Windes seit Jahrtausenden. Er bewegte Schiffe auf dem Nil, pumpte Wasser, mahlte Getreide, unterstützte die Nahrungsmittelproduktion und vieles mehr. Heute wird die kinetische Energie und Kraft natürlicher Luftströme – Wind genannt – in großem Maßstab zur Stromerzeugung genutzt. Eine einzige moderne Offshore-Windturbine kann mehr als 8 Megawatt (MW) Energie erzeugen – genug, um fast sechs Haushalte ein Jahr lang mit sauberem Strom zu versorgen. Onshore-Windparks erzeugen Hunderte von Megawatt und machen Windenergie damit zu einer der kostengünstigsten, saubersten und am leichtesten verfügbaren Energiequellen der Welt.

Windkraft ist die kostengünstigste erneuerbare Energiequelle im großen Maßstab und stellt heute die größte erneuerbare Energiequelle in den USA dar. Es gibt fast 60.000 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 105.583 Megawatt (MW). Das reicht aus, um mehr als 32 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen!

Windenergielösungen spielen nicht nur eine entscheidende Rolle in unserer Energieversorgung, sondern helfen kommerziellen Unternehmen auch dabei, ihre Ziele im Bereich erneuerbare Energien und die Vorgaben für zuverlässige, saubere Energie zu erreichen.

Die Vorteile der Windenergie:

1. Die über die gesamte Lebensdauer des Windrads verursachten Kohlendioxidemissionen amortisieren sich in der Regel in weniger als einem Jahr, bevor sie bis zu 30 Jahre lang praktisch CO2-freie Elektrizität erzeugen.
2. Windenergie trägt zur Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes bei – im Jahr 2018 wurden dadurch 201 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermieden.
3. Windenergie generiert Steuereinnahmen für Gemeinden, die Projekte durchführen. So beliefen sich die staatlichen und lokalen Steuerzahlungen für Windkraftprojekte in Texas auf insgesamt 237 Millionen US-Dollar.
4. Die Windindustrie trägt zur Schaffung von Arbeitsplätzen bei, insbesondere während der Bauphase. Im Jahr 2018 sicherte die Branche in den USA 114.000 Arbeitsplätze.
5. Windenergie stellt eine stetige, zusätzliche Einnahmequelle dar: Durch Windkraftprojekte werden den Landesregierungen, Kommunen und privaten Grundbesitzern jährlich über eine Milliarde US-Dollar gezahlt.

Wie sieht ein Windkraftprojekt aus?

Bei einem Windprojekt oder -park handelt es sich um eine große Anzahl von Windturbinen, die dicht beieinander stehen und ähnlich wie ein Kraftwerk funktionieren, indem sie Strom ins Netz einspeisen.

Das Windkraftprojekt Frontier I in Kay County, Oklahoma, ist seit 2016 in Betrieb und wird durch das Windkraftprojekt Frontier II erweitert. Nach Fertigstellung werden Frontier I und II insgesamt 550 Megawatt Windenergie erzeugen – genug, um 193.000 Haushalte mit Strom zu versorgen.

Wie funktionieren Windkraftanlagen?

Strom wird durch rotierende Windturbinen erzeugt, die die kinetische Energie bewegter Luft nutzen und in Strom umwandeln. Die Grundidee besteht darin, dass Windturbinen Rotorblätter verwenden, um die potenzielle und kinetische Energie des Windes zu sammeln. Der Wind dreht die Rotorblätter, wodurch ein Rotor angetrieben wird, der mit einem Generator verbunden ist, um elektrische Energie zu erzeugen.

Die meisten Windturbinen bestehen aus vier Grundteilen:

• Die Rotorblätter sind an einer Nabe befestigt, die sich mit den Rotorblättern dreht. Rotorblätter und Nabe bilden zusammen den Rotor.
• Die Gondel beherbergt das Getriebe, den Generator und die elektrischen Komponenten.
• Der Turm hält die Rotorblätter und die Erzeugungsanlage hoch über dem Boden.
• Ein Fundament hält die Turbine an ihrem Platz auf dem Boden.

Arten von Windkraftanlagen:

Große und kleine Turbinen werden je nach Ausrichtung des Rotors in zwei grundlegende Kategorien eingeteilt: Turbinen mit horizontaler und vertikaler Achse.

Horizontalachsige Turbinen sind heute der mit Abstand am häufigsten verwendete Windkraftanlagentyp. Diese Turbinenart kommt einem bei der Vorstellung von Windkraft in den Sinn, mit Rotorblättern, die einem Flugzeugpropeller ähneln. Die meisten dieser Turbinen haben drei Rotorblätter. Je höher die Turbine und je länger das Rotorblatt, desto mehr Strom wird in der Regel erzeugt.

Vertikalachsige Turbinen ähneln eher einem Schneebesen als einem Flugzeugpropeller. Die Rotorblätter dieser Turbinen sind oben und unten an einem vertikalen Rotor befestigt. Da vertikalachsige Turbinen nicht so leistungsfähig sind wie ihre horizontalen Pendants, sind sie heute deutlich seltener anzutreffen.

Wie viel Strom erzeugt eine Turbine?

Das kommt darauf an. Die Größe der Turbine und die Geschwindigkeit, mit der der Wind durch die Rotorblätter strömt, bestimmen, wie viel Strom erzeugt wird.

Im letzten Jahrzehnt sind Windkraftanlagen höher geworden, was längere Rotorblätter ermöglicht und die Möglichkeit bietet, die besseren Windressourcen in größeren Höhen auszunutzen.

Zum Vergleich: Eine Windkraftanlage mit etwa einem Megawatt Leistung kann jährlich ausreichend saubere Energie für rund 300 Haushalte produzieren. Windkraftanlagen in landgestützten Windparks erzeugen typischerweise zwischen einem und knapp fünf Megawatt. Die Windgeschwindigkeit muss in der Regel mindestens 14 Kilometer pro Stunde betragen, damit die meisten Windkraftanlagen in Kraftwerksgröße Strom erzeugen können.

Jeder Windkraftanlagentyp kann innerhalb eines bestimmten Windgeschwindigkeitsbereichs, oft zwischen 48 und 90 Kilometern pro Stunde, maximale Stromerzeugung erzielen. Bei schwächerem Wind sinkt die Produktion jedoch typischerweise exponentiell, anstatt ganz zu stoppen. Beispielsweise verringert sich die erzeugte Energiemenge um den Faktor acht, wenn die Windgeschwindigkeit um die Hälfte sinkt.

Sollten Sie Windenergielösungen in Betracht ziehen?

Die Windenergieerzeugung zählt nach wie vor zu den Energiequellen mit dem geringsten CO2-Fußabdruck. Sie spielt eine wesentliche Rolle für die zukünftige Energieversorgung unseres Landes und unterstützt die weltweite Energiewende sowie die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Energieressourcen.

Windkraft ist zudem eine der besten Möglichkeiten für Unternehmen, Universitäten, Städte, Versorgungsunternehmen und andere Organisationen, schnell und in großem Maßstab auf emissionsfreie Energie umzusteigen. Ein virtueller Stromabnahmevertrag (VPPA) kann zehn bis hundert Megawatt Netto-Null-Strom für 10 bis 25 Jahre sichern. Die meisten Verträge erfüllen zudem die Kriterien für Zusätzlichkeit, d. h. neue saubere Energiequellen ersetzen potenziell ältere, emissionsintensivere Energiequellen.

Welcher Standort ist für ein Windenergieprojekt am besten geeignet?

Bei Windenergieprojekten gibt es sechs grundlegende Überlegungen:

• Windverfügbarkeit und gewünschte Standorte
• Umweltauswirkungen
• Beteiligung der Bevölkerung und lokaler Bedarf an der Erzeugung erneuerbarer Energien
• Günstige Politik auf Landes- und Bundesebene
• Grundstücksverfügbarkeit
• Anschlussmöglichkeit an das Stromnetz

Genau wie bei kommerziellen Photovoltaikprojekten müssen auch bei Windkraftanlagen vor Inbetriebnahme Genehmigungen eingeholt werden. Dieser wichtige Schritt trägt dazu bei, die finanzielle Tragfähigkeit des Projekts und sein günstiges Risikoprofil zu bestimmen. Schließlich ist es das Ziel, dass kommerzielle Windkraftanlagen über Jahrzehnte hinweg Strom ins Netz einspeisen. Die finanzielle Solidität von Bauherr und Projekt sichert den Erfolg für eine Generation oder länger.