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Dienstag, 2020-04-07

Wind

Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche durch Tag und Nachtzyklen sowie unterschiedliche Oberflächen verschieden stark. Dunkle Landmassen werden stark erhitzt, und diese erwärmen dann die darüber liegenden Luftmassen. Die warme Luft ist leichter als kalte und steigt deshalb auf. Seitlich strömt dann kalte Luft nach. So entsteht eine Luftströmung die in Wechselwirkung mit den umliegenden Luftströmungen liegt und von der Oberflächenstruktur des Landes sowie zu geringem Teil von der Erdrotation (Corioliskraft) beeinflusst wird.

Windräder
Die im Wind enthaltene Bewegungsenergie kann man mit einer Windkraftanlage in Strom umwandeln. Der Energieertrag ist abhängig von der Erntefläche des Windrades (Fläche die von den Rotorblättern durchquert wird), von der Seehöhe (dünne Höhenluft enthält etwas weniger Masse, und damit weniger Energie) und vor allem von der Windgeschwindigkeit. Diese wirkt sich zur dritten Potenz auf den Ertrag aus, was bedeutet, dass eine geringfügig höhere Windgeschwindigkeit zu stark erhöhten Erträgen führt.

Es gibt verschiedenste Arten von Windrädern. Widerstandsläufer, wie es die bereits vor über 1000 Jahren existierenden Windmühlen waren, sind immer seltener geworden. Abgelöst wurden diese von den effizienteren schnell drehenden Auftriebsläufern. Die höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten sind vor allem für die Stromproduktion günstiger, da man sich ein Getriebe erspart beziehungsweise einen viel kleineren und damit günstigeren Generator verwenden kann.

Die Rotorblätter der Auftriebsläufer sind im Querschnitt geformt wie ein Flugzeugflügel und nutzen genauso den Auftrieb, der durch Unterdruck entsteht wenn die Luft unterschiedlich lange Wege um ein Hindernis herum in Kauf nehmen muss. Hier haben sich wieder verschiedenste Bauformen entwickelt. Solche mit vertikaler (senkrechter) Drehachse wie zum Beispiel der Darrieus-Rotor fanden wegen verschiedener Nachteile (nicht selbst startend, höhere Materialbelastung) kaum Verbreitung. Der Auftriebsläufer mit horizontaler Drehachse konnte sich aufgrund seiner Eigenschaften durchsetzen und ist jetzt die am weitesten verbreitete Form von Windenergieanlagen. Meist werden Typen mit drei Rotorblättern verwendet, was seinen Vorteil in der resultierenden Drehzahl hat (weniger Rotorblätter erhöhen die Drehzahl, was günstiger für die Generatorauslegung aber ungünstiger für Materialbelastung und Geräuschentwicklung ist).

Österreich
In Österreich waren Mitte 2006 mehr als 600 Windräder installiert, die eine Gesamtleistung von fast 1000 Megawatt aufweisen. Diese werden im Jahr 2006 voraussichtlich ca. 2,5 % des österreichischen Strombedarfs produzieren (ges. Stromverbrauch 2005 in Ö. = 65.835 GWh; Windenergie erzeugt im 1 Halbjahr 2006 = 811 GWh lt. E-control). Durch günstige Einspeisetarifvergütungen hatte der Windenergiesektor in den letzten zehn Jahren in Österreich enormen Aufwind was zum Status quo führte. Durch die Ökostromgesetzesnovellierung und die neue Einspeiseverordnung wurden die Einspeisebedingungen verschlechtert und lässt eine zukünftige Stagnation des Wachstums in diesem Sektor vermuten. Mit der derzeitigen Nutzung ist das Windenergiepotential Österreichs nicht einmal annähernd ausgeschöpft.

Möglichkeiten
Dänemark demonstriert mit 25% der Stromerzeugung aus Windkraft was in einem Land mit günstigen Umweltbedingungen technisch machbar ist. Die Tatsache dass in Österreich die Windverteilung im Winterhalbjahr mehr Windertrag ermöglicht als im Sommer, macht diese zum günstigen Gegenspieler zur verbreiteten Wasserkraft welche im Winter weniger Ertrag liefert. Das Windenergiepotential ist in Österreich derzeit nicht ausgeschöpft, politische Rahmenbedingungen, die wirtschaftliches Betreiben einer Windkraftanlage ermöglichen, wären nötig um dem Windenergiesektor weitere Wachstumschancen zu geben.