Windkraftanlagen erzeugen Strom mit Hilfe der Energie des Windes. Mehrere zusammengefasste Einzelanlagen heissen Windpark. Auch wenn sie auf den ersten Blick alle gleich aussehen und das selbe Funktionsprinzip haben, gibt es doch einige Unterschiede, weswegen wir WKA in verschiedene Gruppen einteilen können. Das genaue Design variiert, aber fast alle WKA, die heute im Einsatz sind, sind horizontalachsige Maschinen, welche einen dreiblättrigen, oft Pitchgeregelten, Rotor haben, der sich in einer vertikalen Bahn dreht. Windkraftanlagen können so z.B. nach ihrer Rotorgröße (d) oder (f) gruppiert werden. Meist aber werden sie nach der Leistung (w) ihres Generators eingeteilt. Seltener werden sie nach der Höhe ihres Turmes gruppiert. Die beiden Obergruppen für Windkraftanlagen sind On-Shore und Off-Shore - ob die Anlage an Land aufgestellt ist oder auf dem Wasser.
Windkraft in der Zukunft[]
In der Zukunft werden Windkraftanlagen einen noch größeren Teil unseres Energiebedarfes decken als heute. Die Enercon E-126 z.B. zeigt bereits, wo sich die Windkraft hin entwickelt: Zu Anlagen mit Generatoren doppelt so stark wie die Standardgeneratoren der heutigen Anlagen, und das ohne Getriebe. Die Rotoren werden immer größer und drehen sich daher nicht mehr so schnell, wobei die Leistung aber gleich bleibt oder sogar höher wird. Auch werden die Rotoren durch die verminderte Drehzahl leiser und so ist schon mal ein Störfaktor der Windkraft beseitigt. Der Schattenwurf und der Eingriff in die Landschaft sowie die Vogel-Tötungen lassen sich allerdings nicht beseitigen. Wenn die Anlagen einen ausreichenden Abstand zur nächsten Wohnsiedlung haben, der mit ihrer Turmhöhe und dem Rotorkreis abgestimmt ist, sollte zumindest der Schattenwurf kein so großes Problem mehr sein.
Grundbeschreibung[]
Fundament[]
- Hauptartikel: Fundament
Die Mehrzahl aller Fundamente für Windkraftanlagen sind Stahl-Beton-Fundamente. Das Fundament ist darauf ausgelegt, die Belastungen auszuhalten, die durch den Wind an der Anlage näher am Turm entstehen. Aus diesem Grund gehen die Fundamente tief in den Boden hinein.
Turm[]
- Hauptartikel: Turm
Bei dem Turm können fünf Arten unterschieden werden:
- Stahlturm
- Betonturm
- Hybridturm
- Gittermastturm
- Holzturm
Die Mehrheit aller heutigen WKA besitzt einen Stahlturm, da dieser robust ist und nicht so anfällig gegen Witterung, wie etwa ein Betonturm.
Gondel[]
Die Gondel, auch Maschinenhaus genannt, enthält all das, was für die Stromerzeugung nötig ist. Viele Gondeltypen sind in etwa so groß wie ein Kleinwagen, andere hingegen größer als ein Wohnwagen. Im Inneren befinden sich am Boden - meist vier - Elektromotoren, deren Zahnräder in einen Kranz packen, der am Turm befestigt ist. Diese Motoren sind dafür da, die Gondel und somit auch den Rotor in den Wind zu drehen; oder aus dem Wind zu drehen, je nachdem. Weit vorn in der Gondel befindet sich dann das Rotorlager, welches mit schweren Bolzen am Gondelboden befestigt ist. Durch das Lager läuft die Rotorwelle. Etwas weiter hinter dem Rotorlager befinden sich eine oder mehrere Scheibenbremsen, die den Rotor bei nicht vorhandenem Pitchsystem bremsen und so stoppen. Nach den Scheibenbremsen trifft die Welle auf das Getriebe. Jedoch gibt es auch schon Windkraftanlagen, die kein Getriebe mehr benötigen. Das Getriebe übersetzt die Drehzahl der Welle in eine höhere (z.B. 1:25 bei kleineren WKA). Danach geht die sich nun schneller drehende Welle auf den Generator. Die bisher noch kinetische Energie wird dort in elektrische Energie umgewandelt. Dieser Strom fliesst nun durch Leitungen zu einem in der Nähe befindlichen Transformator. Dieser kann sich entweder noch in der Gondel befinden, oder am Fuße des Turms oder neben der WKA in einem kleinen Kasten. Dieser transformiert die Energie dann auf eine sehr hohe Spannung, um sie mit so wenig Verlustleistung wie möglich zu der nächsten Umspannstation zu transportieren. In der Gondel befinden sich außerdem noch Schaltschränke mit dem Bordcomputer, welcher die Anlage Tag und Nacht überwacht. Daneben sind noch mehrere Lüfter in der Gondel, besonders am Generator. Bei der Erzeugung von elektrischer Energie in einer höheren Voltzahl, wie zum Beispiel 690 Volt, entsteht auf Dauer sehr viel Wärme. Würde der Generator nicht gekühlt werden, bestünde für die Anlage die Gefahr, Feuer zu fangen, was dann zum Totalverlust führen kann.
Befeuerung[]
- Hauptartikel: Befeuerung
Jede Windkraftanlage hat, meist auf dem Heck der Gondel, eine bzw. zwei Signalleuchten. Tagsüber blinken diese weiß und in geregelten Abständen (z.B.: Blink----Blink----Blink----...). Nachts blinken sie dann rot und in folgenden Abständen: Blink------------Blink----Blink------------Blink... . Diese Blink-Folge wurde so eingestellt, dass sie sich von den Meldeblinkleuchten der Flugzeuge unterscheiden, damit sie auch jeder Pilot als die einer WKA erkennt und somit weiss, das er hier eine ausreichend hohe Flughöhe hat.
Rotor[]
- Hauptartikel: Rotor
Der Rotor leistet die eigentliche Arbeit. Da die meisten Rotoren ein Getriebe antreiben, bevor die Welle den Generator antreibt, ist der Rotor sehr groß und daher auch schwer. Nur ein großer, schwerer Rotor kann ein Getriebe antreiben, das z.B. eine Übersetzung von 1:77 (N-90) hat.
Rotornabe[]
An der Rotornabe sind, meist drehbar gelagert wegen dem Pitch, die Rotorblätter montiert. Ebenso ist die Nabe mit der Welle verbunden, die das Getriebe, und somit auch den Generator antreibt.
Errichtung einer Windkraftanlage[]
| Nr. | Abschnitt | Beschreibung | Gerät(e) |
|---|---|---|---|
| 1.) |
Fundament |
Wird von Hydrauliklöffelbager ausgehoben und mit Stahlbeton ausgefüllt |
Bagger / Betonmischer / Betonpumpe |
| 2.) |
Turm |
Wird am Fundament festgeschraubt und besteht aus mehreren Segmenten |
Schwerlastkran mit langem Ausleger (ca. 120 Meter) |
| 3.) |
Gondel |
Wird auf dem Nachführsystem aufgesetzt und festgeschraubt |
Schwerlastkran mit Wippausleger (ca. 120 Meter) |
| 4.) |
Rotor oder erst Rotornabe und dann Rotorblätter |
Wird entweder direkt an der Welle festgeschraubt oder wird einzeln heraufgehievt |
Schwerlastkran mit Wippausleger (ca. 120 - 140 Meter) und ein Autokran zur Stabilisation |
Pro und Kontra Windkraft[]
Unfälle an und durch WKA[]
Fallschrimspringerin stirbt durch Windkraftanlage[]
Ende Mai 2000 wurde eine Fallschirmspringerin aus Schwerin auf der Insel Fehmarn durch den Rotor einer Windkraftanlage erschlagen. Offenbar wurde sie von einer Böe erfasst und in den Windpark in Lemkenfeld getrieben. Durch den Rotorschlag erlitt sie tödliche Verletzungen, welchen sie noch am Unfallort erlag.[1]
Blitzschlag[]
Es gab auch schon schwerere Unfälle mit Blitzeinschlägen während Wartungsarbeiten an Anlagen.
Hersteller und Preise[]
- Hauptartikel : Hersteller
Quellen[]
-->