Praxismaterialien für den schulischen und außerschulischen Einsatz

Windenergie - bewegte Luftmassen im Trend

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Windenergie steht wie auch Sonnenenergie dauerhaft zur Verfügung, ist luft- und klimaschonend und kann in fast allen Regionen eingesetzt werden. Zudem ist sie die älteste Form der Energienutzung, die wir kennen. Durch die unregelmäßige, mit dem Wind schwankende Leistungsabgabe der Anlage kann Windenergie momentan nur in einem Energiemix mit anderen Energieformen eingesetzt werden.

Wind-Dynamik

Die Windenergie basiert auf der kinetischen Energie der bewegten Luftmassen der Atmosphäre. Seit dem Altertum bekannt, handelt es sich bei der Windenergie um die älteste Form Energie aus der Umwelt zu gewinnen. Die Windenergie beruht auf der ungleichmäßigen Einstrahlung der Sonnenenergie auf die Erdoberfläche, was zu einer unterschiedlichen Erwärmung der Atmosphäre sowie der Wasser- und Landmassen führt. Die Luftmassen geraten durch die dabei entstehenden Temperatur- und Druckunterschiede zwischen der Zone um den Äquator und den Polen sowie der Tag- und Nachtseite der Erde in Bewegung.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter:  Windströmungen - eine indirekte Form der Sonnenenergie

Technische Nutzung von Windenergie

Einer der bestimmenden Faktoren bei der technischen Nutzung der Windenergie ist die Windleistung. Diese nimmt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zu. Die Windleistung, die ein Windgenerator als elektrische Leistung nutzen kann, ist aber erheblich geringer, da die Geschwindigkeit in einem Windrad nicht auf null abgebremst werden kann. Diese Tatsache wird mit dem Betz’schen Faktor berücksichtigt, welcher keinen Wirkungsgrad, sondern vielmehr einen 'Erntefaktor' darstellt. Die nicht geerntete Windenergie bleibt nämlich weitgehend erhalten – einerseits in der Restbewegungsenergie des durch das Windrad hindurchtretenden Windes und andererseits, weil der Wind dem Windrad ausweicht und dieses ungehindert umströmt. Dieser, das Windrad umströmende Anteil, macht etwa ein Drittel der gesamten Windleistung aus; der Anteil der Restenergie macht nur etwa 12% aus. Insgesamt liegt der Erntegrad bei etwa 60%.

Windenergieanlagen können prinzipiell in allen Gegenden eingesetzt werden, die als windsicher gelten. Dies kann in allen Klimazonen auf See oder am Land (Küste, Binnenland, Gebirge) sein. Wegen der Unstetigkeit des Windes kann die mit Windenergieanlagen gewonnene elektrische Energie aber nur im Verbund mit anderen Energiequellen oder Speichern für eine kontinuierliche Energiebereitstellung genutzt werden. In Ländern, in denen die Windenergie eine bedeutende Rolle spielt – wie etwa in Deutschland – wird die schwankende Stromerzeugung im Zusammenspiel mit anderen Kraftwerken ausgeglichen.

Quelle:

Braun, Herbert
Energiewirtschaft
Skriptum zur Lehrveranstaltung: "Energiewirtschaft" an der Universität für Bodenkultur, Wien
Das Skriptum gibt grundlegende Einblicke über Fakten und Zusammenhänge in der Energiewirtschaft. Weiters werden Methoden zur Beurteilung von Prozessen der Energiewirtschaft vorgestellt.
Eigenverlag
Fachliteratur

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Zuletzt aktualisiert: 2012-06-11

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