Wie funktionieren Windenergieanlagen?

Mit einer Windenergieanlage nutzt man die Energie des Windes zur Erzeugung von Strom. Sie besteht aus vier großen Hauptkomponenten:

  • Rotor
  • Maschinenhaus
  • Turm 
  • Fundament 

Wie funktionieren Windenergieanlagen?

Aus Wind wird Strom

Mit einer Windenergieanlage wird die Energie des Windes zur Erzeugung von Strom genutzt. Dies geschieht über die Rotorblätter, die vom Wind in Bewegung gesetzt werden. Bei Windstille stehen die Rotorblätter in einem Winkel von 45°, so dass schon schwache Winde optimal genutzt werden können. Ab einer Windgeschwindigkeit von etwa vier Metern pro Sekunde beginnt die Stromerzeugung der Windenergieanlage. Dabei wird der Winkel des Rotorblatts nach und nach auf 0° verringert, so dass der Wind frontal auf die breite Fläche des Rotors trifft. Dadurch entsteht vor dem Rotorblatt ein Überdruck und dahinter ein Unterdruck. Anders ausgedrückt: Der Wind drückt auf die Vorderseite und erzeugt einen Sog hinter dem Rotor, was diesen in Gang setzt. Bei maximaler Drehzahl rotieren die Spitzen der Rotorblätter mit einer Geschwindigkeit von 250 km/h.

Der Anschluss an das Stromnetz

Der Generator ist über die elektronische Steuerung der Windenergieanlage angeschlossen. Der erzeugte Strom wird über einen Hochspannungstransformator in das Stromnetz eingespeist und gelangt so zu den Haushalten. Eine V90-3,0 MW-Anlage kann innerhalb von nur zwei bis drei Stunden so viel Strom erzeugen wie in einem durchschnittlichen europäischen Haushalt pro Jahr verbraucht wird.

Die Leistungsregulierung

Es gibt drei Arten der Leistungsregulierung: 1) Passive Stallregelung: Hier bleibt die Drehzahl der Windenergieanlage bei unveränderter Stellung der Rotorblätter stets gleich. 2) Aktive Stallregelung: Hier bleibt die Drehzahl der Windenergieanlage bei veränderbarer Stellung der Rotorblätter stets gleich. 3) Pitchregelung: Bei dieser Art der Leistungsregulierung ist die Drehzahl der Windenergieanlage konstant oder variabel. Zur Reduzierung des Auftriebs wird die führende Kante des Rotorblattes in den Wind gedreht. Übersteigt die Windgeschwindigkeit 25 Meter pro Sekunde, wird die Anlage angehalten, da höhere Windgeschwindigkeiten eine Belastung für die Anlagenkomponenten darstellen.

Mehr dazu
 

Discover the unique power of the wind – the full story (pdf) (EN)
V90-3,0 MW – der effiziente Weg zu mehr Energie

 

 

2009.02.27