Windkraftanlagen

Windkraftanlagen, auch Windenergieanlagen (WEA) genannt, wandeln die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um. Eine Anlage besteht aus einem Rotor mit Flügeln, einer Nabe, einem Turm sowie einer Gondel, in der sich Antriebseinheit, Generator und Steuerelektronik befinden. Der Rotor treibt entweder über ein Getriebe oder direkt eine Generatorspindel an. Über Transformatoren wird die erzeugte Elektrizität in das Verteilungs- bzw. Hochspannungsnetz eingespeist. Moderne Großanlagen verwenden überwiegend horizontale Achsen; vertikale Achsen (VAWT) kommen seltener zum Einsatz.

Funktionsprinzip und Größenordnung: Die Leistung hängt von der Rotorfläche, der Windgeschwindigkeit und dem Leistungsbeiwert ab. Typische Onshore-Anlagen haben Nennleistungen im Mehr-MW-Bereich; Offshore-Anlagen sind oft größer. Der jährliche Energieertrag wird durch den Kapazitätsfaktor beschrieben, der je nach Standort variiert und in der Praxis typischerweise zwischen etwa 25 und 45 Prozent liegt; Offshore liegen die Werte teils darüber.

Betrieb, Netz und Umwelt: Windkraftanlagen liefern Strom in variabler Menge und müssen in die Netzstabilität eingebracht werden. Wartung umfasst Inspektionen von Rotorblättern, Getriebe, Generatoren und Turm. Umweltaspekte umfassen Flächenbedarf, Lärm- und Schattenwurf sowie Auswirkungen auf Vögel und Fledermäuse; Planung, Schutzmaßnahmen und Monitoring sollen negative Effekte minimieren. Die Wirtschaftlichkeit resultiert aus hohen Investitionskosten, niedrigen Betriebs- und Wartungskosten sowie sinkenden Kosten durch technologische Verbesserungen.