Prospekten - Kleeberg & Partner
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Verbraucherinformationen | Glossar | Anlagen<br />
Anlagentechnik<br />
Windenergieanlagen sind in den letzten 20<br />
Jahren immer größer und effektiver geworden.<br />
Heutige Windenergieanlagen weisen einen höheren<br />
Wirkungsgrad auf, produzieren also mehr<br />
Strom bei vergleichbaren Windbedingungen<br />
und sind sowohl langlebiger als auch weniger<br />
anfällig für Reparaturen geworden.<br />
Im Jahr 1990, als das Strom-Einspeisegesetz in<br />
Deutschland in Kraft trat und damit der Auftakt<br />
für die wirtschaftliche Nutzung der Windenergie<br />
begann, wiesen die größten Windenergieanlagen<br />
eine elektrische Nennleistung von 250 kW<br />
auf und erzeugten damit in Abhängigkeit vom<br />
Standort durchschnittlich 400.000 kWh pro<br />
Jahr. Der Rotordurchmesser dieser Anlagen betrug<br />
30 Meter bei einer durchschnittlichen Nabenhöhe<br />
von 40 Meter.<br />
Fünf Jahre später hatte sich die durchschnittlich<br />
erzeugte jährliche Strommenge pro Windenergieanlage<br />
bei einer Nennleistung von 600<br />
kW / Anlage bereits verdreifacht und der Rotordurchmesser<br />
auf bis zu 44 Meter und einer<br />
Turmhöhe von 50 bis 65 Metern vergrößert.<br />
Im Jahre 2000 betrug die Nennleistung einer<br />
Standardanlage bereits 1.500 kW. Bei einem<br />
Rotordurchmesser von 70 oder 77 Metern und<br />
einer Turmhöhe von rund 100 Metern erzeugte<br />
so eine Windenergieanlage ca. 3.500.000 kWh<br />
Strom pro Jahr.<br />
Weitere fünf Jahre später wurden Anlagen<br />
mit einer Nennleistung von 3.000 kW, einem<br />
Rotordurchmesser von 90 Metern und einer<br />
Turmhöhe von 105 Metern gebaut. Die durchschnittlich<br />
erzeugte Stromenge betrug hier ca.<br />
6.900.000 kWh pro Jahr.<br />
Heute existieren bereits Serienanlagen mit einer<br />
Nennleistung von bis zu 7.500 kW, einem<br />
Rotordurchmesser von 126 Meter Durchmesser<br />
und einer Turmhöhe von 135 Meter. Eine einzige<br />
Windenergieanlage diesen Typs produziert ca.<br />
20.000.000 kWh pro Jahr, d.h. genug Strom um<br />
den Jahresverbrauch von ca. 5.000 Vierpersonen-Haushalten<br />
zu decken und somit ca. 50mal<br />
so viel Strom wie Anlagen, die vor 20 Jahren<br />
gebaut wurden.<br />
Bei allem Größenwachstum setzen sich kleine<br />
wie auch große Windenergieanlagen aus den<br />
gleichen Hauptkomponenten zusammen. Der Rotor<br />
ist der Motor der Anlage, hier wird die Drehbewegung<br />
erzeugt. Die Drehbewegung entsteht<br />
durch den Stalleffekt. Dieser physikalische Effekt<br />
lässt Flugzeuge fliegen und Rotoren drehen. Auf<br />
Grund der Formgebung der Rotorblätter oder<br />
Flugzeugflügel strömt die Luft unterschiedlich<br />
schnell über die Ober- und Unterkante der Rotorblätter<br />
und sorgt dadurch für die Drehbewegung<br />
des Rotors. Diese Drehbewegung ist um so<br />
schneller und stärker je höher die Windgeschwindigkeit,<br />
welche auf die Rotorblätter trifft.<br />
Die Drehbewegung treibt eine Welle im Maschinenhaus<br />
der Windenergieanlage an. Im Maschinenhaus<br />
gibt es grundsätzlich zwei verschiedene<br />
Wege, wie man aus dieser Drehbewegung Strom<br />
erzeugen kann. Bei der ersten herkömmlichen<br />
Art wird die Drehbewegung auf ein Getriebe<br />
gegeben. Die immer noch relativ langsamen Bewegungen<br />
von 8 bis 20 Drehungen pro Minute<br />
am Eingang des Getriebes erzeugen am Ausgang<br />
1500 Umdrehungen pro Minute und damit eine<br />
konstante Frequenz und Spannung an dem angeschlossenen<br />
Generator. Klassischer Weise haben<br />
diese Generatoren 690 Volt Spannung und 50<br />
Hertz. Der erzeugte Strom wird durch armdicke<br />
Kabel aus dem Maschinenhaus durch den Turm<br />
herunter geführt und am Fuße des Turmes in einen<br />
Mittelspannungstransformator geführt. Der<br />
Transformator wandelt die 690 Volt Spannung<br />
in eine Mittelspannung um. Sehr häufig werden<br />
20.000 Volt am Ausgang des Transformators abgenommen.<br />
Die zweite Variante besteht darin, dass die<br />
Drehbewegung direkt auf einen Generator geht.<br />
Diesem Generator ist kein Getriebe vorgeschaltet,<br />
wodurch der Generator im Direktantrieb mit<br />
dem Rotor eine ständig schwankende Spannung,<br />
Frequenz sowie Stromstärke erzeugt. Die schwankende<br />
Elektrizität wird auf einen Frequenzumrichter<br />
gegeben. Dieser Frequenzumrichter wandelt<br />
die Elektrizität in eine feste Spannung und Frequenz,<br />
z. B. mit 400 Volt und in 50 Hertz, um.<br />
Da hier die gesamte Elektrizität umgewandelt<br />
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