Windkraft ist eine erneuerbare Energieform, die mittels Windrädern Strom erzeugt. Wind gehört zu den ältesten Energiequellen, die die Menschheit nutzt.
Windkraft ist eine saubere Energieform, sie gehört zu den erneuerbaren Energien. Das bedeutet, dass sie unerschöpflich wiederkehrend genutzt werden kann. In Österreich beziehen wir zu etwa zwei Drittel Strom aus der Wasserkraft, die auch eine erneuerbare Energieform ist.
Ende 2023 erzeugten in Österreich 1.426 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 3.885 Megawatt rund 10 Prozent des heimischen Strombedarfs.
Wie entsteht Strom durch Windkraft?
Sowie der Wind auf die Rotorblätter drückt, beginnt der Rotor zu laufen. Die kinetische Energie des Windes (auch Bewegungsenergie genannt) wird dabei in eine Drehbewegung übertragen und treibt einen Generator innerhalb der Gondel des Windrades an, der Strom erzeugt.
Warum sind Windräder so hoch?
Auf Grund der Windscherung werden Windräder möglichst hoch gebaut. Dies bedeutet, dass die Windgeschwindigkeit in großen Höhen höher ist, als auf dem Boden. Im Schnitt steigt der Stromertrag um ein Prozent mit jedem Meter, den ein Windrad höher gebaut wird. In Österreich sind Windräder meist zwischen 90 und 130 Meter hoch. Hier wird immer der Abstand vom Boden bis zur Nabe gemessen, an der die Rotorblätter montiert sind. Diese Rotorblätter sind meist 45 Meter lang, sodass sich ein Durchmesser des Rades von 90 Meter ergibt.
Bei modernen Windkraftanlagen können dem Wind rund die Hälfte seiner Energie entnommen werden. Dieser Wert wird Leistungsbeiwert genannt. Verwertet eine Windkraftanlage dem Wind 50 Prozent seiner Energie, liegt der Leistungsbeiwert bei 0,5.
Vorteile und Nachteile der Windenergie
Windenergie kann weltweit genutzt werden. Wegen ihrer geringen Kosten und technisch einfachen Herstellungsmöglichkeit gilt sie als eine der vielversprechendsten regenerativen Energiequellen der Zukunft. Je nach Anlage haben Windräder meist nach 2 bis 7 Monaten die Energie erzeugt, die zu ihrer Herstellung nötig war. Die Laufzeit liegt meist bei über 25 Jahren.
Der schlimmste Super-GAU einer Windkraftanlage ist, wenn ein Windrad oder ein Rotorblatt bricht. Im Unterschied zur Atomenergie ist aber dann nichts verstrahlt und die Windkraftanlage kann am selben Ort neuerrichtet werden. Die Gefahren sind daher überschaubar. Auch fällt kein Müll durch den Betrieb eines Windrades an. Vögel und andere Tiere sind durch Windkraftanlagen auch nicht gefährdet.
Der Nachteil ist, dass Windenergie nicht grundlastfähig ist. Windkraft ist wetterabhängig. Zumeist wird Windenergie aus Offshore-Windparks als Grundlastenergie bezeichnet, doch in Österreich produzierte Windkraft zählt nicht dazu. Es gibt allerdings nur sehr wenige Tage ohne Wind, die die Gefahr einer Dunkelflaute bringen.
Geschichte der Windkraft
Die früheste Nennung von Windkraft ist über 4.000 Jahre alt und stammt aus dem Codex Hammurabi, einer babylonischen Sammlung von Rechtssprüchen. Die ältesten Windmühlen wurden aber natürlich nicht zur Stromerzeugung, sondern zum Mahlen von Getreide und zum Pumpen von Wasser benutzt.
Die ersten Windräder zur Stromerzeugung stammten aus dem späten 19. Jahrhundert und sind eine österreichische Erfindung. Anlässlich der Internationalen Elektrizitätsausstellung 1883 errichtete Josef Friedländer die erste belegte windbetriebene Anlage zur Stromerzeugung. Sie stand im Eingangsbereich des Ausstellungsgeländes vor der Rotunde im Wiener Prater. 1920 schuf der deutsche Physiker Albert Betz die Grundlagen für die Entwicklung der heutigen Windkraftanlagen. Er konnte errechnen, dass das physikalische Maximum der Ausnutzung der kinetischen Energie des Windes bei 59,3 % liegt.
Trotz der immer wieder kehrenden Teuerung und Verknappung von Treibstoff wie etwa in den beiden Weltkriegen, blieb die Forschung für Windkraft aber relativ unbeachtet. Ein großes Problem lag in der Materialqualität und der Fertigung der sehr langen Faserverbund-Bauteile. 1951 entwarf der deutsch-österreichische Windkraft-Pionier Ulrich W. Hütter eine 10-kW-Anlage mit 11 Meter Rotordurchmesser, die in Serie hergestellt und vor allem nach Südafrika, Argentinien und Indien exportiert wurde. 1957 folgte eine 100-kW-Anlage, die eine Erstform der heutigen modernen Windkraftanlagen darstellte.
In Österreich kam es erst 1994 zu einer ersten Förderregelung für Windkraft. Daher wurde im Marchfeld die erste größere Windkraftanlage Österreichs mit einer Leistung von 150 kW errichtet. Mit dem Elektrizitätsgesetz ElWOG wurde 1998 erstmals eine Abnahmepflicht zu festen Tarifen (Einspeisetarifen) für Ökostromanlagen geschaffen. Das Gesetz löste einen Bauboom aus. 2006 erfolgte durch eine Novelle des Ökostromgesetzes aber wieder stark einschränkende Maßnahmen, was zur Folge hatte, dass in den Jahren 2007 bis 2009 bis auf wenige Ausnahmen fast keine Windkraftanlagen in Österreich errichtet wurden. Erst die Verbesserungen des Ökostromgesetzes brachten den Windkraftausbau in Österreich wieder in Gang. Nun sollen bis 2030 in der EU 40 Prozent der verbrauchten Energie mit erneuerbaren Energien bereitgestellt werden. Ein weiterer Ausbau der Windkraft ist dafür nötig.
( Artikel veröffentlicht: 28.03.2024 )
