Windkraftturbinen

Windkraftturbinen sind Anlagen zur Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in elektrische Energie. Typische Komponenten sind Rotorblätter, Nabe, Gondel auf einem Turm und ein Generator. Über Pitch- und Yaw-Steuerung richten sich die Blätter zum Wind aus und regeln die Leistung. Die erzeugte Gleich- oder Wechselspannung wird durch Transformatoren ins Netz eingespeist. Moderne Turbinen setzen oft Getriebe oder Direct-Drive-Generatoren ein.

Die überwiegende Bauart ist das Horizontalachsenprinzip (HAWT); vertikalachsen-Windkraftturbinen (VAWT) sind seltener. HAWT haben Rotorblätter an einer horizontalen Achse in der Gondel, die sich zum Wind ausrichten. Steuerung über Pitch der Blätter und Bremse schützt vor Überlast. Ein Yaw-System dreht die Gondel, damit der optimale Anstellwinkel zum Wind erhalten bleibt. Großturbinen nutzen häufig Getriebe mit Generator; Direct-Drive-Varianten arbeiten ohne Getriebe.

Anwendung und Leistung: Windkraftturbinen werden sowohl onshore als auch offshore eingesetzt. Offshore-Turbinen arbeiten in stärkeren, gleichmäßigeren Winden, benötigen spezielle Fundamente und längere Wartungswege. Typische moderne Einheiten reichen von 2 bis 15 Megawatt, mit zunehmender Größe durch Turmdurchmesser und Blätter. Der Energieertrag hängt von Windhäufigkeit, Turbulenz und Standort ab; der Kapazitätsfaktor liegt oft zwischen 25 und 40 Prozent.

Umwelt, Wirtschaft und Netz: Windenergie reduziert Treibhausgasemissionen über den Lebenszyklus, erfordert jedoch Flächen, Materialien und Betriebsführung. Geräusch, Schattenwurf und Auswirkungen auf Vögel und Fledermäuse werden durch Planung, Schutzmaßnahmen und Betriebsgrenzen adressiert. Wirtschaftlich stärken Windkraftanlagen lokale Stromversorgung und Arbeitsplätze; der Ausbau hängt von politischen Rahmenbedingungen, Netzausbau und Kostenentwicklung ab. Die Technologie entwickelt sich weiter mit größeren Türmen, größeren Rotoren, Direct-Drive-Systemen und verbesserter Wartung.