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Auch wenn Windkraftanlagen auf den ersten Blick alle gleich aus sehen und das selbe Funktionsprinzip haben, gibt es doch einige Unterschiede, wesewegen wir WKAs in verschiedene Gruppen einteilen können. Das genaue Design variiert, aber fast alle WKAs, die Heute im Einsatz sind, sind Horizontalachsige Maschienen welche einen dreiblättriegen, 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 gruppiert. Seltener werden sie nach der höhe ihres Turmes gruppiert. Die beiden Obergruppen fur Windkraftanlagen sind On-Shore und Off-Shore - Ob die Anlage an Land aufgestellt ist oder auf dem Wasser.


Windkraft in der ZukunftBearbeiten

In der Zukunft werden Windkraftanlagen ein weitaus größeren Teil unseres Energiebedarfes decken als Heute. Die Enercon E-126 zeigt bereits heute wo sich die Windkraft hinentwickelt: 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 besser wird. Auch werden die Rotoren durch die verminderte Drehzahl leiser und so ist schonmal ein Störfaktor der Windkraft beseitigt. Lediglich der Schattenwurf lässt sich nicht beseitigen. Doch wenn die Anlagen immer einen ausreuchenden Abstand zur nächsten Wohnsiedlung haben der mit ihrer Turmhöhe und dem Rotorkreis abgestimmt ist, sollte dies kein so großes Problem mehr sein.

Grundbeschreibung Bearbeiten

FundamentBearbeiten

Hauptartikel: Fundament

Die Mehrheit aller Fundamente für Windkraftanlagen sind Stahl-Betonfundamente. Das Fundament ist darauf ausgelegt, die Belastungen auszuhalten, die durch den Wind an der Anlage, näher am Turm enstehen. Aus diesem Grund gehen die Fundamente tief in den Boden hinein.

TurmBearbeiten

Hauptartikel: Turm

Bei dem Turm kann man zwischen fünf Arten unterscheiden:

  • Stahlturm
  • Betonturm
  • Hybridturm
  • Gittermastturm
  • Holzturm

Die mehrheit aller heutigen WKAs besitzt einen Stahlturm da diese robust sind und nicht so anfällig für das Wetter sind wie etwa ein Betonturm.

GondelBearbeiten

Die Gondel, oder auch Maschienenhaus, enthält all das, was für die Stromerzeugung nötig ist. Viele Gondeltypen sind in etwar so groß wie ein Kleinwagen, andere hingegen größer als ein Wohnwagen. Im Inneren befinden am Boden, meist vier, Elektromotoren deren Zahnräder in einen Kranz packen der am Turm befestigt ist. Diese Motoren sind dafür da, um die Gondel und somit auch den Rotor in den Wind zu drehen, oder aus dem Wind zu drehen, je nach dem. 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 befinddet sich eine oderer mehrere Scheibenbremsen, die den Rotor bei nichtvorhandenen Pitchsystem bremsen und so stoppen. Nach den Scheibenbremsen trifft die Welle auf das Getriebe. Jedoch gibt es auch schon einen kleinen Anteil an Windkraftanlagen, die kein Getriebe mehr benötigen. Das Getriebe übersetzt die Drehzal von der Welle in eine höhere (z.B. 1:25 bei kleineren WKAs). Nach dem Getriebe geht die sich nun schneller drehende Welle auf den Generator. Die bisher noch Kinetische Energie wird nun in Elektrische Energie umgewandelt. So läuft diese Energie nun durch Leitungen zu eineme in der Nähe befindlichen Generator. Dieser kann sich noch in der Gondel befinden, im Fuße des Turms oder neben der WKA in einem kleinen meist grünen Generatorenkasten. Dieser Transformiert die Energie dann auf eine sehr hohe Spannung (U) um die Energie mit so wenig Verlustleistung wie möglich zu der nächsten Umspannstation zu transportieren. In der Gonde 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 (V) 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 der Anlage führt.

BefeuerungBearbeiten

Hauptartikel: Befeuerung

Jede Windkraftanlage hat, meist auf dem Heck der Gondel eine bzw. zwei befeuerungsleuchten. Tagsüber blinken diese weiß und in geregelten abständen (z.B.: Blink----Blink----Blink----...). Nachts blinken sie dann rot und in unterschiedlichen, wenn auch gleichen Abständen (z.B.: Blink------------Blink----Blink------------Blink...). Diese Blink-Folge wurde so eingestellt, das sie sich von den Meldeblinkleuchten der Flugzeuge unterscheiden, damit sie auch jeder Pilot als die eines WKAs erkennt und somit weis, das er hier eine ausreichend hohe Flughöhe hat.

RotorBearbeiten

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 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.

RotornabeBearbeiten

An der Rotornabe sind, meist drehbar gelagert wegen dem Pitch, die Rotoblätter montiert. Ebenso ist die Nabe mit der Welle verbunden, die das Getriebe, und somit auch den Generator antreibt.

RotorblätterBearbeiten

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Aufbau einer Windkraftanlage Bearbeiten

Auch wenn sich die meisten WKAs nicht ähnlich sehen, werden sie doch alle nach dem selben Prinzip aufgebaut.

Abschnitte beim Bau einer Windkraftanlage
Nr. Abschnitt Beschreibung Gerät(e)
1.)

Fundament

Wird von Hydrauliklöfelbager ausgehoben und mit Stahlbeton ausgefüllt

Bagger / Betonmischer / Betonpumpe

2.)

Turm

Wird am Fundament festgeschraubt und besteht aus mehreren Sigmenten

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 entwerder direkt an der Welle festgeschraubt oder wird einzeln heraufgehieft

Schwerlastkran mit Wippausleger (ca. 120 - 140 Meter) und ein Autokran zur Stabilisation

Leistung von Windkraftanlagen Bearbeiten

Folgt noch...


Auswirkungen von WKAs Bearbeiten

Auswirkung auf die PflanzenweltBearbeiten

Die hinter einem Windrad entstehende Rotorströmung wirkt sich sehr positiv auf das Mikroklima und die Pflanenwelt aus. Durch die Strömung setzt sich Feuchtigkeit weniger ab, so das Schimmelbildung vermindert wird. Außerdem wird durch die stärkere Luftströmung mehr Kohlendioxid den Pflanzen zugeführt, das sie für ihre Energiegewinnung mittels Photosynthese benötigen. Zudem kühlt die Strömung im Sommer die Pflanzen ab und sorgt bei kälte für weniger Temperaturausgleich. Diese Effekte sind noch nach über 400 Metern des Rotorstromes nachweisbar. [1]

Kein Austoß von SchadstoffenBearbeiten

Da es einfach nur ein Rotor, meist ein Getriebe und ein Generator sind braucht eine WKA nichts weiter als Wind um zu arbeiten. Daher erzeugt sie auch keinerlei Schadstoffe und ist somit sehr Umweltfreundlich. Die Kühlung ist zum größten Teil ein Luftkühlsystem. Nur der Generator wird mit einem Ölkühlsystem gekühlt, da Luft diese Kühlleistung nicht erbringt und es mit Öl so viel sicherer ist. Öl ist auch das einzige, was eine WKA zum arbeiten verlangt jedoch nur alle 6 Monate.

EiswurfBearbeiten

Die am meisten Angesprochene Gefährdung, die von einer Windkraftanlage ausgeht ist der Eisabwurf. Bei Tauwetter können die Rotoren Eis ansetzten. Wenn die Anlage dann in die Startphase geht, wird das Eis am Rotor durch die Fliehkraft abgerissen, und fällt bzw. fliegt zu boden. Jedoch ist die Drehzahl des Rotors in der Startphase so gering, das das Eis nicht sehr weit fliegt, wenig Kraft entiwckelt und demnach nicht sehr viel Schaden anrichtet ausgenommen kleinen löchern im Boden.

SchattenwurfBearbeiten

Hauptartikel: Schattenwurf

Aufgrund der größe einer Windkraftanlage ensteht ein ziemlich großer Schatten. Zwar stehen nur sehr wenige Anlagen so nah an bewohnten Gebiete, das der Schatten über Häuser und Grundstücke geht, jedoch ist besonders der sich drehende Schatten des Rotors für die Anwohner ziemlich störend.

DiskoeffektBearbeiten

Störung von RadaranlagenBearbeiten

LärmBearbeiten

Der Lärm der bei einer WKA ensteht kommt meist nur vom Rotor und vom Turm. Wann immer ein Rotorblatt am Turm vorbeirast, wird die Luft gegen den Turm gedrückt und es entsteht eine art "Wum". Je nach Rotorprofil ist dieses Geräusch entweder leiser, oder sogar garnicht mehr vorhanden.

VogelschlagBearbeiten

Eine, wenn auch ungewollte Nebenwirkung von WKAs ist die, das durch den Luftstrom Vögel zum Rotor getrieben werden und dort dann meist von den Rotorblättern erschlagen werden. Auch wenn dieser Effekt nur bei WKAs eintritt, die in einem Vogelreichen (Zugvögel etc.) Gebiet stehen ist es doch ein Effekt der vermieden werden sollte. Viele WKAs werden aus diesem Grunde in den Zeiten abgeschlatet, wo die Zahl der Vögel an den Windparks auffallend hoch ist. Auch wenn der Vogelschlag damit nicht vermieden wird, wird er so doch stark dezimiert.

Im Allgemeinen sagen Experten jedoch, das der Jährliche Vogelschlag (ca. 1000 - 15000) sich nicht negativ auf das Vorkommen von Brutvögeln oder anderen Arten auswirkt. Nicht jede brütet schließlich in unmittelbarer nähe einer Windkraftanlage.

Unfälle an und durch WKAs Bearbeiten

Fallschrimspringeren stirbt durch WindkraftanlageBearbeiten

Ende Mai 2000 wurde eine Fallschrimspringerin 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.[2]

Hersteller und Preise Bearbeiten

Hauptartikel : Hersteller

QuellenBearbeiten

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