Historie
Vor dem Jahr 2000 lagen die Gesamthöhen der Anlagen noch bei um die 100 m. Im Laufe der Jahre stieg die Anlagengröße kontinuierlich bis zu 240 m an und verdoppelte sich damit innerhalb von 20 Jahren. Auch die installierte Anlagenleistung wurde über die Jahre entsprechend permanent gesteigert. Die heute verbauten Anlagen produzieren an windigen Tagen mit einer Leistung von durchschnittlich 4 MW sauberen Strom.
Daneben gibt es aber auch weitere Anlagentypen für spezielle Regionen (z.B. meeresnahe- und Offshore-Standorte), die diese Leistung bei weitem überschreiten, z.B. erreichen aktuelle Anlagentypen verschiedener Hersteller bis zu 15 MW Nennleistung pro Anlage.
Beispiele aus dem alltäglichen Leben:
Mit einer sehr großen Anlage (7,5 MW) können an einem Volllast-Tag umgerechnet 51 Haushalte ein ganzes lang Jahr mit 100% erneuerbarem Strom versorgt werden.
Windenergie in Deutschland
In den tendenziell eher flachen, unbewaldeten und vor allem in den küstennahen Regionen Norddeutschlands hat die Nutzung der Windenergie bereits eine lange Tradition. Die Windenergie hat sich über die Jahre aber auch immer weiter in das Landesinnere vorgearbeitet. Das hat auch einen plausiblen Grund: Dort findet der wesentliche Anteil des Energieverbrauchs Deutschlands statt, und die Nachfrage nach sauberer Energie hat in den letzten Jahren überall sehr stark zugenommen. Wenn Energie aber über weite Strecken transportiert werden muss (z.B. von Nord- nach Süddeutschland), dann geht auf dem Weg sehr viel Energie wieder verloren (sogenannte Netzverluste).
In den Regionen Mittel- und Süddeutschlands wird das Geländeprofil tendenziell hügelig und bergig und es gibt auch viele bewaldete Flächen. Dies führt dazu, dass die Luftströmung in der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche schon sehr stark abgebremst ist. Den Unterschied bemerkt man häufig, wenn man sich von einer Talregion auf einen Berg begibt, oder aus dem Großstadtdschungel heraus in die umliegende ländlichere Region. In beiden Fällen wird es manchmal schlagartig windig.
Um also die Windenergie auch in Regionen mit weniger Wind zu etablieren, musste folgendes passieren: Windenergieanlagen mussten höher werden, um mit dem Rotor in windstärkere Luftschichten vorzudringen und auch der Rotor musste wachsen, um mit den zumeist immer noch deutlich niedrigeren Windgeschwindigkeiten noch genau so viel Energie erzeugen zu können, wie an windreicheren Standorten. Die Länge eines Rotorblattes ist dabei sehr beeindruckend. Diese kann bis zu 80 m (z.B. Enercon E-160) betragen. Ein Rotorblatt ist also genauso groß wie die gesamte Spannweite eines A380, das größte in Serienfertigung produzierte Passagierflugzeug, das je gebaut wurde.
So wurden nach und nach auch Typen von Windenergieanlagen entwickelt, die für die Bedingungen im Landesinneren besonders geeignet sind.
- Rotorblatt
- Generator
- Elektrische Blattverstellung: Bei pitch-gesteuerten Anlagen lässt sich der Anstellwinkel verändern, um bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten eine gleichbleibende Umdrehungsgeschwindigkeit zu erzielen.
- Rotorblattlager
- Bremse: sichert Rotor bei Wartungsarbeiten oder Sturm
- Azimutmotor: dreht die gesamte Gondel in den Wind
- Steuerungselektronik
- Windmesser
Eines der wichtigsten Anlagenteile in der Anlage ist der Generator. Bei der Drehung des Rotors entsteht hier Wechselstrom.
Die Rotorblätter lassen sich um die Längsachse verstellen/drehen („pitchen"). Damit passen sie die Aerodynamik immer ideal den vorherrschenden Windbedingungen an und erzeugen die notwendige Auftriebskraft, um den Rotor in eine Drehbewegung zu versetzen.
Auch die Gondel kann um die Längsachse verdreht werden. Das ermöglicht es, die Windenergieanlage bei wechselnder Windrichtung ständig in den Wind zu drehen.
Der Transformator wandelt die Spannung auf die Netzspannung am Übergabepunkt um, damit der Strom ins Netz eingespeist werden kann.