Wie funktioniert Windenergie?

In den USA stammen 8 % unserer Energieerzeugungskapazität aus Windturbinen – das ist mehr als jede andere erneuerbare Ressource – und die Windenergie hat sich im letzten Jahrzehnt mehr als verdreifacht. Mehr als die Hälfte dieser Kapazität kommt aus nur fünf Staaten: Texas, Iowa, Oklahoma, Kalifornien und Kansas. Nach Angaben der American Wind Energy Association gibt es landesweit über 56.000 Windturbinen mit einer Leistung von ca. 96.000 Megawatt, genug, um mehr als 15 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen. Das Energieministerium geht davon aus, dass diese Windkapazität bis 2050 auf mehr als 400 Gigawatt ansteigen wird.

Wie können Sie an dieser wachsenden Windenergie-Aktion teilhaben? Viele Stromversorger ermöglichen es Ihnen, Wind- und andere erneuerbare Energiequellen anzuzapfen, wenn Sie ein wenig mehr für eine „grüne“ Option bezahlen. Mehr Verbraucher, die sich für grüne Energie entscheiden, bedeuten, dass diese Energieversorger daran arbeiten werden, mehr davon zu beschaffen. Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise von Windkraftanlagen und einige der möglichen Vor- und Nachteile.

Wie funktionieren Windturbinen?

Windkraft beginnt eigentlich mit der Sonne. Damit der Wind weht, heizt die Sonne zunächst einen Landabschnitt und die darüber befindliche Luft auf. Diese heiße Luft steigt nach oben, da ein bestimmtes Volumen heißer Luft leichter ist als das gleiche Volumen kalter Luft. Dann strömt kühlere Luft nach, um die Lücke zu füllen, die die heiße Luft hinterlassen hat, und voila: ein Windstoß.

Das Office of Energy Efficiency and Renewable Energy beschreibt eine Windturbine als „das Gegenteil eines Ventilators.“ Einfach ausgedrückt: Die Turbine nimmt die Energie des Windes auf und wandelt sie in Strom um. Und wie macht sie das?

Zunächst übt der Wind Druck auf die langen, schlanken Blätter aus, in der Regel 2 oder 3 Stück, wodurch sie sich drehen, ähnlich wie der Wind ein Segelboot auf seinem Weg durch das Wasser antreibt. Die sich drehenden Blätter bringen dann den Rotor, oder die konische Kappe auf der Turbine, und eine interne Welle dazu, sich ebenfalls mit etwa 30 – 60 Umdrehungen pro Minute zu drehen.

Das eigentliche Ziel ist es, eine Anordnung von Magneten in einem Generator zu drehen, die dank elektromagnetischer Induktion eine Spannung in einer Drahtspule erzeugt. Generatoren benötigen jedoch schnellere Umdrehungen, daher verbindet ein Getriebe typischerweise diese Welle mit niedrigerer Drehzahl mit einer Welle mit höherer Drehzahl, wodurch die Drehgeschwindigkeit auf etwa 1000 bis 1800 Umdrehungen pro Minute erhöht wird. Diese Getriebe sind sowohl kostspielig als auch schwer, so dass Ingenieure versuchen, mehr „Direktantriebs“-Generatoren zu entwickeln, die mit niedrigeren Drehzahlen arbeiten können.

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