Techniklexikon

Windenergieanlage / Windkraftanlage (Windenergiekonverter)

Technische Anlage zur Nutzung der Windenergie nach dem alten Vorbild der Windmühle. Kleine »Windmühlen« zum Pumpen von Wasser für die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen sind in vielen Regionen nie ausgestorben. Wenn man heute von W. spricht, sind solche mit Generator zur Stromerzeugung gemeint. Kleine Anlagen haben Generatorleistungen von wenigen kW (Watt), mittlere zwischen etwa 10 und 100 kW, Großanlagen mit Leistungen im MW-Bereich werden noch vorwiegend als Prototypen betrieben. Leistungen, wie sie übliche Großkraftwerke liefern, werden durch Aufstellen vieler W an einem Ort, in sog. Windparks oder Windfarmen, erzielt. Sie sind in Kalifornien zuerst aufgebaut worden. Der größte deutsche Windpark ging im November 1989 mit einer Gesamtleistung von 2 MW in der Nähe von Wilhelmshaven in Betrieb. Dort stehen drei W. zu je 640 kW mit jeweils nur einem Rotorblatt von 28 m Länge auf einem 60 m hohen Turm. Im Rahmen des Projektes »100 MW Wind« sollen auf der Halbinsel Eiderstedt etwa 200 W. in mehreren Windparks eine Gesamtleistung von 50 MW erbringen. Von den 1988 in der BRD aufgestellten 500 bis 600 W. mit überwiegend mittlerer und kleiner Leistung waren weniger als 10% an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Für eine wirtschaftliche Nutzung größerer Anlagen ist das wichtig, denn die für den Betrieb notwendigen Windstärken fallen zeitlich nicht immer mit dem Strombedarf zusammen; in einem Netz »verteilt« sich der Strom, durch Veränderung der Leistung mehrerer Kraftwerke, abgestellt auf die »Windleistung«, kann das Gesamtangebot dem Bedarf angepaßt werden. Im Prinzip ist jede W. ähnlich aufgebaut. Der Wind dreht einen Rotor mit einem oder mehreren Blättern (Flügeln), der seinerseits über ein Getriebe einen Generator antreibt. Liegt die Rotorachse horizontal, was in der Regel der Fall ist, kann die gesamte Anlage auf der Spitze des Turms um 360 Grad entsprechend der Windrichtung gedreht werden. W. von etwa 800 kW haben Flügelkreisdurchmesser bis rund 45 m. Andere Bauweisen, wie der im vorigen Jahrhundert von dem Finnen Sigmund Savonius entwickelte Savonius-Rotor und der auf dem Magnus-Effekt (Gustav Magnus 1802-1870) basierende und von Anton Flettner (1885-1981) erfundene Flett-ner-Rotor konnten sich nicht durchsetzen.