Infowelt Energie

Wind als Energieträger

Bis 2025 soll der Anteil der erneuerbaren Energien am deutschen Stromverbrauch bis auf 45 % steigen, so hat es die Bundesregierung beschlossen. Bis Ende des Jahrzehnts soll dieser Anteil sogar auf 80 % steigen, um die Energiewende zu beschleunigen. Die Chancen dafür stehen gut, denn der Ausbau schreitet schnell voran. Eine große Rolle spielen dabei Windparks – an Land und Off-Shore.

Windkraft – ein erneuerbarer Treiber der Energiewende

Die Aufgabe eines Windrads ist es, aus Wind elektrischen Strom zu erzeugen. Physikalisch ausgedrückt wird die kinetische Energie des Luftstroms in elektrische Energie umgewandelt. Windkraft ist nach Biomasse die größte erneuerbare Ressource für die nachhaltige Gewinnung von Energie. Bezogen auf die Stromerzeugung sogar mit Abstand die wichtigste.

Wie funktionieren Windkraftanlagen (WKA) im Detail?

Strömt der Wind vorbei an den aerodynamisch geformten Rotorblättern, entsteht ein Auftrieb, der das Rotorblatt in eine Drehbewegung versetzt. Das funktioniert im Grunde ähnlich wie das Auftriebsprinzip beim Flugzeug. Um die Windverhältnisse optimal auszunutzen, ist die gesamte Gondel drehbar und passt sich automatisch der jeweiligen Windrichtung an.

Die Rotationsenergie treibt über eine Antriebswelle einen Generator an. Dieser erzeugt elektrische Energie, die über eine Leitung direkt ins Stromnetz eingespeist wird. Eine Übersetzung durch ein Getriebe stellt sicher, dass die Drehzahl des Rotors auf die erforderliche Drehzahl des Generators angepasst wird. Ein Steuerungssystem überwacht kontinuierlich die Windgeschwindigkeit und Leistung der Anlage, um die optimale Leistung zu gewährleisten und Schäden bei zu starkem Wind zu vermeiden. Der Turm, der den Rotor und den Generator trägt, ist aufgrund der hohen Belastungen in der Regel aus Stahl oder Beton gefertigt.

Grafik: Aufbau eines Windrades

Um den ehrgeizigen Klimazielen der EU gerecht zu werden, wird angestrebt, die Kapazität der Windparks weiter zu erhöhen und den Ausbau zu beschleunigen. Vattenfall betreibt bereits jetzt über 1.200 Anlagen in Windparks an Land und Off-Shore, Tendenz steigend.

Anteil am Strommix

Laut Statistiken des Bundesumweltamtes ist Windenergie mit einem Anteil von 26 Prozent nach Biomasse der zweitwichtigste erneuerbare Energieträger – über alle Sektoren gerechnet. Die Nutzung von Sonnenenergie durch Photovoltaik und Solarthermie macht nur etwas mehr als die Hälfte davon aus, nämlich 14 Prozent.

Schlüsselt man diese Sektoren weiter auf, zeigt sich, dass Windenergie mit Abstand die wichtigste Form erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung ist. Das Bundesumweltamt beziffert die aktuell installierte Leistung der Windenergieanlagen in Deutschland auf ca. 58 Gigawatt. Damit beläuft sich der Anteil von Windenergie am Strommix laut statistischem Bundesamt auf etwa ein Viertel (24,1%). Auch bei unseren Ökostromtarifen ist Windkraft ein wichtiger Bestandteil, um die vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Das verdeutlicht, wie wichtig der Ausbau von weiteren Windenergieanlagen und Windparks im Land ist, um die Energiewende voranzutreiben.

Vorteile von Windenergie

Erneuerbare Energiequelle

Windenergie ist eine erneuerbare Energiequelle. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Öl, die begrenzt und endlich sind, kann Wind zeitlich unbegrenzt zur Stromerzeugung genutzt werden.

Keine Emission von Treibhausgasen

Bei der Stromerzeugung mit Windenergieanlagen werden keine Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO₂) oder Stickoxide (NO_X) freigesetzt. Windenergieanlagen sind deshalb umweltfreundliche Alternativen zur konventionellen Stromerzeugung.

Geringe Betriebskosten

Einmal gebaut, haben Windkraftanlagen relativ geringe Betriebskosten im Vergleich zu anderen Energieerzeugungsanlagen. Wind ist eine kostenlose Energiequelle, und es gibt keine Kosten für Brennstoff oder Abfallentsorgung.

Arbeitsplätze

Schaffung von Arbeitsplätzen

Die Errichtung und der Betrieb von Windkraftanlagen schafft Arbeitsplätze, was Vor- und Nachteil zugleich ist. Bau, Planung und Wartung der Anlagen schaffen einerseits neue Jobs, allerdings werden im Gegenzug Stellen in anderen Bereichen (beispielsweise im Zusammenhang mit dem Energieträger Kohle) tendenziell wegfallen. Es bleibt abzuwarten, wie sich das Verhältnis entwickelt – da der Sektor der erneuerbaren Energien jedoch wesentlich zukunftsträchtiger ist, ist die Entwicklung eher positiv zu bewerten.

Dezentrale Energieerzeugung

Windkraftanlagen können lokal installiert werden und tragen so im Gesamtnetz zur dezentralen Energieerzeugung bei. Dadurch verringern sie die Abhängigkeit von zentralisierten Stromversorgungsnetzen und schaffen Versorgungssicherheit.

Nachteile von Windenergie

Das ressourcenschonende Potenzial erneuerbarer Energien, speziell von Windkraft ist offensichtlich, allerdings gibt es auch einige Nachteile, die nicht von der Hand zu weisen sind.

Inkonsistenz und Speicherproblem

Wind weht nie konstant, deshalb lässt sich mit der Stromproduktion von Windkraftanlagen nur schwer planen. An windstillen Tagen wird so nur wenig bis gar kein Strom produziert, während an stürmischen Tagen eine Überproduktion stattfindet. Diese Überproduktion trifft auf das technische Problem, dass der Strom derzeit noch nicht in Zwischenspeichern effektiv für die spätere Nutzung vorgehalten werden kann.

Flächendefizit

Ein großes Problem für die Installation neuer Windkraftanlagen ist das Flächenproblem. Die Anlagen sind groß, verhältnismäßig laut und visuell nicht sonderlich ansprechend – das macht die ohnehin knappen Flächen auf dem Land zu einem raren Gut. Off-Shore-Anlagen sind hier gegenüber der Installation auf dem Land klar im Vorteil: Der Wind weht hier wesentlich konstanter und auch die Flächennutzung ist hier deutlich einfacher.

Flora und Fauna

Umweltschützer kritisieren, dass der Bau von Windkraftanlagen zu stark in das Ökosystem eingreift und eine Gefahr für Tiere – vor allem Vögel darstellt. Hinzu kommt, dass zu stark in das Landschaftsbild eingegriffen wird – was auch häufig zum Ärgernis vieler Menschen in der Umgebung wird. Viele Anwohner fühlen sich durch das visuelle Erscheinungsbild und den Lärm belästigt.

Offshore Windkraftanlage

Windkraft für Zuhause

Bei all den Vorteilen, die die Stromproduktion mit Windkraft bietet, stellt sich schnell die Frage: Sollten Privatpersonen, wenn möglich, auch auf Windkraft zurückgreifen? Prinzipiell ist das möglich: Kleinwindkraftanlagen (KWA) können für Privatpersonen besonders dann sinnvoll sein, wenn sie in Regionen leben, die nicht von starker Sonneneinstrahlung profitieren – wo also Solarenergie wenig Ertrag bringt. KWA sind Windräder, die durch einen Rotor Gleichstrom erzeugen. Sie werden auf dem Hausdach oder auf dem Grundstück installiert. Mithilfe eines Wechselrichters kann der Strom umgewandelt und anschließend genutzt werden.

Es gibt vier verschiedene Varianten für Hausbesitzer:innen, die sich für den Heimbetrieb eignen:

KWA mit Darrieus- und Savonius-Rotoren – diese Anlagen sind verhältnismäßig leise. Ihre Rotoren drehen sich um die eigene Achse.

Horizontalachsen-Windturbinen (HAWT): Die Rotorblätter drehen sich um eine horizontale Achse.

Vertikalachsen-Windturbinen (VAWT): Die Rotorblätter drehen sich um eine vertikale Achse.

Vor der Installation entsprechender Anlagen ist es unbedingt notwendig, die Windverhältnisse am Standort genau zu überprüfen, damit die Anlagen wirtschaftlich arbeiten. Als Richtwert für eine profitablen Betrieb gilt die Windstärke 3. Sie können die Windmessung auch professionell durchführen lassen und mit dem Hersteller Kalkulationen anstellen, um herauszufinden, ob sich die Installation lohnt.

Vertikale Kleinwindkraftanlage

Nachteile von Kleinwindkraftanlagen

Der Betrieb einer KWA kann sich durchaus für Privatpersonen lohnen, allerdings müssen dazu gewisse Voraussetzungen am Standort gegeben sein. Da die Leistung und damit auch die Amortisationszeit von den Windverhältnissen abhängen, ist es sehr wichtig, schon vor der Anschaffung genau zu kalkulieren, unter welchen Bedingungen sich eine Anlage lohnt. Je nach Gesetzeslage am Installationsort kann darüber hinaus ein Genehmigungsverfahren notwendig sein, was unter Umständen mit einigem bürokratischen Aufwand verbunden ist. Im Vergleich zu Photovoltaik fallen sowohl die laufenden Kosten als auch die Anschaffungskosten von Kleinwindkraftanlagen höher aus.

So nutzt Vattenfall das Potenzial der Windkraft

Wir denken Energie weiter, und treiben deshalb den Ausbau erneuerbarer Energien aktiv voran. Dabei stehen Großprojekte genauso in unserem Fokus wie kleine, regionale Umsetzungen. Als Energieunternehmen unterstützen wir Interessent:innen deshalb mit unserer Expertise bei der Planung und Realisierung von Windparks oder Solarparks auf privaten Flächen.

Windparks und Anlagen für Privatpersonen und Kommunen

Wenn Sie darüber nachdenken, Ihre Fläche für die Nutzung eines Windparks zur Verfügung zu stellen, prüfen wir dies für Sie gern ganz unverbindlich. Darüber hinaus helfen wir Ihnen bei der Entwicklung, dem Bau und dem langfristigen Betrieb eines Windparks – egal ob Sie sich als Privatperson oder als Kommune für die nachhaltige Flächennutzung interessieren. Im Gegenzug profitieren Sie von Pachteinnahmen und werden selbst Teil der Energiewende – mit uns als zuverlässigem Partner an Ihrer Seite.

Windparks On- und Offshore

Wind- und Solarenergie sind oft die billigsten Formen der erneuerbaren Energieerzeugung. Das gesamte Energiesystem befindet sich im nachhaltigen Wandel, und die Windenergie ist eine der wichtigsten Energiequellen, um diesen Wandel zu unterstützen. Aus diesem Grund forcieren wir den Bau neuer Anlagen und Windparks – On- und Offshore. Zu unseren größten und wichtigsten Projekten gehören beispielsweise der Windpark Hollandse Kust, der erste nicht subventionierte Offshore-Windpark der Welt; der Offshore-Windpark Kriegers Flak und der bislang größte Windpark Blakliden Fäbodberget von Vattenfall in Nordschweden. Wir verfolgen damit einen Wachstumsplan, der vorsieht, die Kapazität der erneuerbaren Energien bis 2030 zu vervierfachen.

Vattenfall Ausblick

Kleinwindkraftanlagen für den privaten Gebrauch stehen – vor allem im Vergleich zu Photovoltaik – noch relativ weit am Anfang ihrer Entwicklung. Sie sind teurer im Betrieb und auch in der Anschaffung und lohnen sich gegenwärtig deshalb nur für Nutzer:innen, die von extrem guten Windbedingungen vor Ort profitieren können, und für die eine Solaranlage keine Option ist. Das kann mangels Platzes oder Sonneneinstrahlung der Fall sein. Zukünftig wird sich jedoch auch diese Technologie weiterentwickeln und für eine noch effektivere Nutzung im Privatbereich einsatzfähig sein.

Für ein fossilfreies Leben von morgen

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Um innerhalb einer Generation ein Leben frei von fossilen Brennstoffen zu ermöglichen, arbeiten wir daran unsere CO₂-Emissionen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg reduzieren. Um die globale Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen, sind vereinte Anstrengungen notwendig. Daher entwickeln wir in Zusammenarbeit mit anderen Industrien innovative Lösungen, um ganze Industriezweige zu dekarbonisieren.

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