Die Windkraft-Pläne für Kärnten

Windradtypen

Im Wesentlichen haben sich bis heute zwei verschiedene Windradtypen durchgesetzt: Anlagen mit und Anlagen ohne Getriebe. Neben diesen zwei Typen gibt es, je nach Hersteller und Region, noch andere Bauformen.
(schematische Darstellungen)

Das getriebelose System ist sehr kompakt und kommt mit weniger Bauteilen aus, der Generator (Ringgenerator) ist schwerer und größer als bei Getriebeanlagen. Ringgeneratoren sind teurer als klassische Synchrongeneratoren.

Um sich an die Windsituation anzupassen, können Gondeln und Rotorblätter bei den meisten Anlagen elektronisch verstellt (gedreht) werden. Eingebaute Bremsen sichern die Rotoren bei Sturm oder Wartungsarbeiten.

Das klassische Konzept – Rotor, Getriebe und Generator – ermöglicht kleinere Bauweisen (Gondeln).

Getriebeanlagen haben als Nachteil höhere Wartungskosten. Getriebe nützen sich ab, benötigen u. a. Ölwechsel und sind reparaturanfälliger.

Getriebe produzieren Wärme. Um ein Überhitzen zu verhindern, müssen sie gekühlt werden und benötigen ein Kühlsystem.

Das hier beschriebene Modell erklärt das Prinzip einer durchschnittlichen Festlandanlage. Je nach Hersteller, Bauweise, Anlagentyp, regionaler Boden- und Geländebeschaffenheit oder Baujahr kann es zu Abweichungen zu den hier beschriebenen Angaben kommen.

Die wichtigsten Bauteile einer Windkraftanlage sind Fundament, Turm, Gondel und Rotor. Drei Rotorblätter sind in gleichmäßigen Abständen an der Gondel über dem Turm angebracht. Dieses Baudesign hat sich seit den 1980er-Jahren durchgesetzt.

Das Fundament dient der Standfestigkeit der Anlage. Die meisten Fundamente von Windkraftanlagen auf dem Festland bestehen aus Beton und Stahl.

Der Turm ist der größte und schwerste Teil der Anlage. An den Kosten der gesamten Anlage hat der Turm einen Anteil zwischen 15 und 25 %. Je nach Standort und Bodenbeschaffung variieren die Turmhöhen. Im Turm befinden sich auch der Aufstieg zur Gondel und die Kabelstraße.

Die aerodynamischen, meist aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Rotorblätter können per Computersteuerung an die Windrichtung und Windstärke angepasst werden.

Die Gondel beherbergt mit Getriebe, Generator zur Stromerzeugung und zahlreichen Messsystemen die wichtigsten Komponenten der Anlage. Die Gondel ist drehbar und kann sich dadurch den Windrichtungen anpassen.

Ein Windrad mit 5 Megawatt Leistung kann pro Jahr Strom für ungefähr 3700 Haushalte erzeugen.

Technische Entwicklung

Windkraftanlagen gibt es mittlerweile in jeder Größenordnung, von kleinen Balkonanlagen bis hin zu großen Windrädern in Windparks, die Höhen über 200 Meter erreichen. Hinweis: Die folgende Grafik illustriert, was technisch im Laufe der Jahre möglich wurde – das heißt aber nicht, dass derartige Anlagen auch tatsächlich in Kärnten bzw. Österreich stehen.

Das Prinzip der Energiegewinnung einer Windkraftanlage ist die Umwandlung der Bewegungsenergie des Windes in Strom.

Man unterscheidet auch zwischen Onshore-Windkraftanlagen an Land und Offshore-Windparks, die sich im Wasser, z. B. auf See, befinden. Das Prinzip der Energiegewinnung ist an Land oder auf See gleich.

Diese Illustration zeigt Onshore-Anlagen an Land.

Prandtl-Schicht nennt man die bodennahe Grenzschicht der Atmosphäre, die unmittelbar an die Erdoberfläche anschießt (bis etwa 100 m Höhe).

In der bodennahen Luftschicht ist die Luft – wegen der vielen Hindernisse wie z. B. Häuser, Bäume usw. – sehr turbulent.

Als Ekman-Schicht bezeichnet man den oberen Teil der atmosphärischen Grenzschicht. Sie reicht vom Ende der Prandtl-Schicht in ca. 100 Meter bis in etwa 1000 Meter Höhe.

In den höheren Luftschichten bläst der Wind gleichmäßig konstant. Deshalb werden Windräder möglichst hoch gebaut.

Je gleichmäßiger der Wind bläst, desto mehr Strom kann mit einer Windkraftanlage erzeugt werden.

Mit jedem Meter Bauhöhe steigt der Stromertrag um 1 %.

Mit einer Verdoppelung der Flügellänge steigt der Stromertrag um das Vierfache.

Die doppelte Windgeschwindigkeit erzeugt den achtfachen Energieertrag.

Hinweis: Die beispielhaften Angaben zur technischen Entwicklung stammen vom deutschen Bundesverband Windenergie. Die österreichische IG Windkraft weist darauf hin, dass Anlagen mit einer Leistung von 12 MW derzeit weltweit noch nirgends im Regelbetrieb eingesetzt werden.