Die günstigste Energieform
Windenergie ist mit Verkaufspreisen zwischen fünf und neun Cent pro Kilowattstunde schon heute die günstigste Energieform.
Eine moderne Anlage der Sechs-Megawatt-Klasse kann genügend Strom erzeugen, um den Jahresbedarf von rund 7.000 Haushalten zu decken. In einigen Regionen Deutschlands wird derzeit schon weit über ein Drittel des Strombedarfs mit Windenergie produziert, bundesweit sind es rund acht Prozent.
Auch im Binnenland weht vielerorts ein stetiger, kräftiger Wind, den wir mit Windenergie-Anlagen in sauberen Strom umwandeln. Dabei wird die Kraft des Windes mittels Rotoren in Bewegungsenergie überführt, die über Generatoren in Strom umgewandelt wird. Für jede Windgeschwindigkeit und jeden Standort suchen wir die jeweils passende Windmühle aus. Der technische Grundaufbau und das dahinterstehende Prinzip der Stromerzeugung sind dabei immer gleich und unterscheiden sich nur im Detail:
Rotorblätter
Hält man den Flügel eines Rotors in den Wind, wird der Luftstrom an der Flügelvorderkante abgelenkt. Er muss an der stark gewölbten Oberseite einen weiteren Weg zurücklegen als an der relativ geraden Unterseite. An der Oberseite entsteht aus physikalischen Gründen deshalb ein Unterdruck, an der Unterseite ein Überdruck. Um den Unterschied auszugleichen, drückt die Luft den Flügel von unten nach oben. So setzen sich die Rotoren von Windrädern in Bewegung. Moderne Windenergie-Anlagen haben in der Regel drei Rotorblätter aus glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoffen und besitzen eine Blattwinkel- oder Pitch-Regelung (engl. pitch=Neigung). Ein Blattverstellmechanismus reagiert dabei auf ein elektronisches Signal: Weht es stark, dreht er die Rotorblätter aus dem Wind – bei Sturm so weit, bis der Rotor sich nicht mehr dreht.
(Quelle: www.windinformation.de und eigene Recherchen)
Gondel
- ohne Getriebe
Die Gondel auf der Spitze des Turmes beherbergt Antriebswelle, Ringgenerator, Kühlung, elektronische Steuerelemente und Windnachführung. Ihre Verkleidung besteht häufig aus Kunststoff, es gibt aber auch Stahlgondeln. Gondeln für getriebelose Anlagen haben wegen ihres größeren Ringgenerators einen höheren Durchmesser und sind meist rund.
- mit Getriebe
Die Gondel auf der Spitze des Turmes beherbergt Antriebswelle, Getriebe, Abtriebswelle und Hydrauliksystem, Generator, Kühlung, elektronische Steuerelemente und Windnachführung. Ihre Verkleidung besteht häufig aus Kunststoff, es gibt aber auch Stahlgondeln. Durch Serienanordnung von Nabe, Getriebe und Generator haben Anlagen mit Getrieben häufig eine längliche Form.
Getriebe
Das Getriebe liegt zwischen der „langsamen Welle”, auch Antriebs- oder Rotorwelle genannt, und der „schnellen Welle”, der Abtriebs- oder Generatorantriebswelle. Das Getriebe erhöht die niedrige Drehzahl der Antriebswelle (häufig unter 50 Umdrehungen pro Minute) auf die erforderliche Nenndrehzahl; für den Antrieb eines Standardgenerators mit einer Frequenz von 50 Hz sind das 1500 Umdrehungen pro Minute.
(Quelle: www.windinformation.de und eigene Recherchen)
Generator
Ringgenerator für Anlagen ohne Getriebe
Ringgeneratoren sind hochpolige Generatoren für Anlagen mit Blattwinkel- oder Pitch-Regelung. Sie haben eine niedrigere Drehzahl und brauchen kein Getriebe. Materialverschleiß, mechanische Beanspruchung, Reparaturanfälligkeit und Geräuschentwicklung sind wesentlich geringer als bei herkömmlichen Generatoren. Ihre Lebensdauer ist höher, die Herstellung allerdings aufwändiger und das Gewicht höher.
Generator für Anlagen mit Getriebe
Der Generator wandelt die vom Getriebe übertragene Drehbewegung in Strom um: In seinem Gehäuse rotieren auf der Längsachse angeordnete Metallspulen in einem starken Magnetfeld. Dadurch fließen die Elektronen in einer Richtung durch die Spule. Es entsteht elektrischer Strom und damit auch Spannung. Die elektrische Leistung eines modernen Standardgenerators liegt zwischen 500 und 5000 Kilowatt.
Türme
Stahltürme
Die meisten modernen Windkraftanlagen haben Hohltürme aus Stahl. Ihre konische Form – der Durchmesser verjüngt sich von unten nach oben – erhöht die Stabilität und spart Material. Stahltürme sind in der Regel gut zu transportieren und schnell zu errichten.
Gittertürme
Gitter- oder Fachwerktürme aus Stahl sind die preisgünstigste Variante. Der Materialverbrauch ist nur halb so groß wie z. B. für einen freistehenden Stahlrohrturm, vielfach können Fertigprofile verwendet werden. Heute sieht man sie jedoch eher selten.
Betontürme
Die langen Bauzeiten der Betontürme lassen sich heute mittels Fertigbautechniken verkürzen. Damit können auch sehr hohe Türme errichtet werden. Gravierende Transportprobleme gibt es bei Betontürmen nicht. Sie sind kostengünstiger als Stahltürme.
Hybridtürme
Dem Bau großer Türme stehen mancherorts – beispielsweise im Wald – logistische Hindernisse im Weg. Abhilfe bieten in diesem Fall modulare aufgebaute Türme, wie beispielsweise Hybridtürme, die aus mehreren Segmenten (z.B. aus Beton und Stahl) bestehen, die leicht transportiert und montiert werden können.
innovative Turmkonzepte (ATS)
Auf dem Wind-Testgelände in Grevenbroich entsteht derzeit eine der weltgrößten Windenergie-Anlagen mit Hybridturm. Der neuartige Turm besteht im unteren Teil aus hohen, schmalen Betonfertigteilen des niederländischen Turmbauspezialisten Advanced Tower Systems (ATS) und im oberen Bereich aus konventionellen Stahlelementen. Die Anlage in Grevenbroich – die weltweit erste mit ATS-Hybridturm – erreicht bei einer Nabenhöhe von 133 Metern eine Gesamthöhe von 180 Metern. Errichtet und betrieben wird der Turm von der ATS Projekt Grevenbroich GmbH, an der die juwi Netzwerk GmbH &Co. KG, die Mecal Projects GmbH, die Hurks-Tochter HB Bau GmbH sowie Siemens Project Ventures (SPV) zu gleichen Teilen beteiligt sind.
Mehr Informationen
http://www.advancedtowers.com/
