Die Windenergie ist die Energie, die im Wind enthalten ist. Sie gehört zu den regenerativen Energieträgern. Das heisst, dass sich der Wind immer wieder erneuert und genutzt werden kann. Die kinetische Energie des Windes kann im Idealfall zu ungefähr 60 Prozent in mechanische Rotationsenergie umgewandelt werden. Der Generator wandelt diese dann praktisch vollständig in elektrische Energie um. Die Windkraftwerke von heute werden dazu benutzt, die Windenergie direkt in elektrischen Strom umzuwandeln. Natürlich muss man dann eine genügend hohe Spannung haben, die dem Hochspannungswerten nahe kommen, denn erst dann kann man auch diese schadstofffreie Energie in das normale Stromversorgungsnetz einer Stadt einspeisen. Früher wurde diese Energie für mechanische Antriebsarbeit durch Windmühlen, aber auch durch Windräder genutzt. Die heutigen Windkraftanlagen brauchen Windgeschwindigkeiten von mindestens 4 m/s. Die maximale Windgeschwindigkeit sollte bei 20 m/s liegen. Ein Windkraftwerk habe nur ungefähr 2000 - 3000 Volllast-Stunden, während Kohlekraftwerke 8000 Volllast-Stunden pro Jahr vorzeigen könnten. Das ist sicherlich ein besserer Wert als bei Windkraftanlagen, hat aber, wie fast alles Vor- und Nachteile. 20 - 30 Prozent der Zeit der Volllast-Stunden sei das Windkraftwerk mit spürbarer Leistung verfügbar, dass ist immer abhängig vom Wind bzw. von der Windstärke, die auch eine grosse Rolle spielt, wenn Energie mit Windenergie gewonnen wird. Es gibt aber viele umweltfreundliche Energieerzeugungen, die von der Natur abhängig sind, z. B. die Solarenergie. Trotzdem versucht man alle Anlagen gegenüber dieser Problematik zu verbessern.
Das Maschinenhaus einer Windenergieanlage
Am vorderen Ende des Maschinenhauses befindet sich die Rotornarbe, woran die meist drei Rotorenblätter eingebunden sind. Der Rotor ist meist frei beweglich, damit er die Rotorenblätter immer in die beste Position zur Windausnutzung bringen kann. Gute Anlagen können auch den Winkel der Rotorenblätter einstellen, damit die Anlage möglichst leise arbeitet. Vom Rotor geht eine Verbindung in Gestalt einer Stange zum Getriebe. Das Getriebe wandelt die Rotationsenergie, nicht wie normal in eine andere um, sondern behält die Rotationsenergie bei. Dahinter sind Bremsen angebracht, die den Rotor verlangsamen, damit er sich nicht zu schnell dreht, bzw. der Generator bei niedrigen Drehzahlen gehalten wird, falls zu starker Wind oder böiger Wind weht. Zum Schluss ist auch noch der Generator mit im Turmkopf zu finden, der die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt. Dann führen flexible Kabel im Ständer der Anlage zum Maschinenhaus, wo die Stromrichteranlage den Strom für das Einspeisen ins Netz "präpariert".
Netzeinbindung einer Windenergieanlage
Weil der Strom auf Grund der Windstärken immer sehr unterschiedlich ist und sich die Über-lagernden Spannungen aufheben würden, wird der Strom erstmals gleichgerichtet, das heisst, er wird synchronisiert, also auf einen gleichen "Nenner" gebracht, um dann später wieder zu Wechselstrom umgewandelt zu werden. Dadurch hat man eine grössere Energieausbeute, als wenn man den Wechselstrom vom Generator gleich ins Netz einspeisen würde. Dann geht der Strom in einen Transformator und später wird der Strom ins Netz eingespeist.
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