Solaranlagen

Alternativen zum Solarstrom

Windenergie

Windenergie ist eine der wichtigsten erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland – immerhin macht sie über 13 Prozent des Strommixes aus. Erfahren Sie hier bei Käuferportal, wie eine Windenergieanlage funktioniert, wie viel Energie mit ihr gewonnen werden kann und ob sie sich auch für die private Stromproduktion rentiert.

Energie aus Windkraft

Insbesondere in Deutschland spielt die Windenergie eine zentrale Rolle in der Realisierung einer nachhaltigeren Energieversorgung. CO2-Emissionen sollen gesenkt, fossile und nukleare Energieträger abgelöst werden. Das Prinzip der Windenergie: Die Bewegungsenergie der Luftströmung (kinetische Energie) wird zur Stromerzeugung genutzt. In den vergangenen Jahren wurde der Ausbau von Windkraftanlagen in Deutschland massiv vorangetrieben. Auch deshalb sind die CO2-Emissionen bereits deutlich gesunken. Während 1990 noch rund eine Milliarde Tonnen CO2 emittierten, waren es im Jahr 2014 nur noch gut 900 Millionen Tonnen.

Zahlen und Fakten

Beim Ausbau der Windenergie gilt die deutsche Industrie als international führend. In Deutschland gibt es auf dem Land und im Meer heute rund 25.000 Windenergieanlagen.

Anzahl Windenergieanlagen Deutschland (2000-2014)
Anzahl der Windenergieanlagen in Deutschland (2000-2014) © Käuferportal | WindGuard GmbH

2015 konnten Windenergieanlagen hierzulande rund 85 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugen, was einem Anteil von rund 9 Prozent unseres Stromverbrauchs entspricht. Im Vergleich zu anderen Ländern in Europa ist die in Deutschland erzielte Leistung durch Windkraftanlagen um ein Vielfaches höher, da andere Staaten zur Erreichung ihrer Klimaziele nicht gänzlich auf fossile Technologien und Kernenergie verzichten wollen.

Europa Top 10 Länder: Installierte Leistung 2014
Europa Top 10 Länder: Installierte Leistung 2014 © Käuferportal | EWEA

Vor- und Nachteile von Windenergie

Die Windkraft hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung für unsere Energieversorgung gewonnen. Dennoch hat sie einige Kritiker und polarisiert die öffentliche Meinung. Käuferportal hat die Pro- und Contra-Argumente der Für- und Gegensprecher für Sie zusammengetragen.

Vorteile

  • unerschöpfliche Energiequelle
  • kein CO2-Ausstoß durch die Energiegewinnung
  • birgt keine elementaren Gefahren für die Menschheit (wie z. B. Atomkraft)
  • Verringerung von Rohstoffimporten

Nachteile

  • hohe Kosten für Geländeerschließung, Netzanbindung und Montage
  • Beeinträchtigung des Landschaftsbildes
  • Lärmbelästigung
  • Beeinträchtigung von Vogelflugrouten
  • schlechte Energiebilanz

Wie funktionieren Windenergieanlagen?

Die Schlüsselbauteile einer Windkraftanlage sind Rotor, Turm und Getriebe. Die im Wind enthaltene Leistung wird mit dem Windrotor erst in mechanische und dann über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt.

Aufbau eines Windrades
Aufbau eines Windrades © Käuferportal

Der Generator sitzt in der Gondel oben am Mast und ist über ein Getriebe unmittelbar mit dem Rotor verbunden. Die modernen, kompakt gebauten Generatoren benötigen zur Stromerzeugung besonders hohe Drehzahlen. Dies wird durch schnell laufende Rotoren mit einer möglichst kleinen Anzahl an aerodynamisch optimierten Flügeln erreicht. Daher haben moderne Anlagen heute meist drei Flügel, die ähnlich aufgebaut sind wie die Propeller eines Flugzeugs. Der Wind erzeugt beim Vorbeiströmen an den Flügeln der bis zu 140 Meter hohen Windkrafträder einen Auftrieb, der die Flügel der Anlagen in Rotation versetzt. Die Kraft der Drehbewegung wird dann im Inneren des Windrades von dem Generator in Strom umgewandelt.

Vergleichen Sie bis zu
3 Solaranlagen-Angebote!

Kostenlos Angebote erhalten & sparen

Fortschritte in der Windkrafttechnik

Seit 1980 hat die Windenergie eine beeindruckende technologische Entwicklung genommen. Durch die öffentliche Förderung und Forschungsarbeit hat sich die Leistung der Windkraftanlagen bis 2010 von 30 Kilowatt auf 7.500 Kilowatt erhöht - Tendenz steigend. Das liegt zum einen an der Vergrößerung des Rotordurchmessers (von 15 Meter auf 126 Meter) und der Nabenhöhe (von 30 auf 135 Meter), aber auch an der gesteigerten Variabilität der Rotorblätter sowie der Gondel. Die Rotorblätter sind um ihre Längsachse verstellbar, um auf wechselnde Windgeschwindigkeiten reagieren zu können. Durch die drehbare Gondel am Mast können sich die Rotoren den wechselnden Windrichtungen anpassen.

Leistungssteigerung von Windenergieanlagen
Leistungssteigerung von Windenergieanlagen seit 1980 © Käuferportal | Sunbeam

Was ist Repowering?

Kleine und ältere Anlagen mit geringer Leistung werden durch moderne, leistungsstarke Anlagen ausgetauscht. Dieser Vorgang wird als Repowering bezeichnet. Die Energieeffizienz wird dadurch gesteigert und der Energieertrag bei mittelfristig sinkender Anlagenzahl erhöht.

Rentabilität einer Windkraftanlage

Entscheidend für die Energieausbeute und damit die Rentabilität einer Windenergieanlage ist die Windgeschwindigkeit. Deshalb ist es wichtig, Windenergieanlagen an möglichst windreichen Orten aufzustellen. In Deutschland sind das insbesondere die Nordsee- und Teile der Ostseeküste sowie hohe Lagen der Mittelgebirge. Dort werden häufig ganze Windparks errichtet. Da die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zunimmt, müssen Windräder über große Masten verfügen.

Mittlere Windgeschwindigkeiten in Deutschland
Mittlere Windgeschwindigkeiten in Deutschland
© Käuferportal

Die mittlere Windgeschwindigkeit ist ein guter Anhaltspunkt für die Wahl eines geeigneten Standorts, allerdings kein besonders aussagekräftiges Maß. Der Grund: Die erzeugte Leistung verhält sich nicht proportional zur Windgeschwindigkeit. Konkret: Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, ist die Stromausbeute achtmal höher.

So kann es sein, dass an zwei Standorten mit identischer mittlerer Windgeschwindigkeit unterschiedlich viel Strom erzeugt wird. Weht es ein halbes Jahr lang sehr kräftig, während den Rest des Jahres komplette Windstille herrscht, kann mehr Strom erzeugt werden, als wenn das ganze Jahr über beständig ein mäßiger Wind weht. Das sehr viel bessere Maß zur Bestimmung der Standortqualität sind daher die erzielbaren Volllaststunden pro Jahr.


Was sind Volllaststunden?

Volllaststunden (VLh) sind ein Maß für die Wirtschaftlichkeit eines Standortes und geben an, wie hoch die Ausnutzung der Anlage war. Der rechnerische Wert besagt, wie viele Stunden die Windkraftanlage unter Volllast gelaufen ist und ansonsten still stand.

Wie viele Volllaststunden erzielt werden können, hängt vom Standort und der Windkraftanlage ab. An guten Onshore-Standorten (an Land), beispielsweise an Meeresküsten, werden deutlich über 2.000 Volllaststunden pro Jahr erzielt, an weniger guten nur 1.000 (zum Vergleich: 1 Jahr = 8.760 Stunden). An besonders windreichen Offshore-Standorten (vor der Küste) können sogar über 3.000 Volllaststunden erreicht werden. Im Vergleich zu anderen Stromerzeugungsanlagen haben Windenergieanlagen allerdings nur wenige Volllaststunden. Vom Wetter unabhängige Kernkraftwerke liegen beispielsweise bei knapp 8.000 Stunden pro Jahr.

Potenziale von Windenergie

Bisher liefert Windenergie in Deutschland nur einen kleinen Teil des benötigten Stroms. Doch sie wird stetig ausgebaut und hat das realistische Potenzial, in Zukunft einen Großteil des deutschen Stromverbrauchs abzudecken. Theoretisch sind 22 Prozent der Fläche Deutschlands für die Installation von Windenergieanlagen geeignet, realistisch sind es allerdings nur 2 Prozent. Eine Bebauung von 2 Prozent der deutschen Landfläche würde eine installierte Leistung von 189 Gigawatt (GW) ergeben. Der Ertrag würde schätzungsweise bei 390 Terawattstunden (TWh) pro Jahr liegen, womit ca. 65 Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs gedeckt werden könnten.

Energie- und Leistungspotenzial bei Nutzung von 2 % der deutschen Landfläche
Leistung Ertrag Anteil am deutschen Bruttostromverbrauch
189 GW 390 TWh 65%

Ein weiteres großes Potenzial für die Stromversorgung liegt in Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee. Sie sind hocheffektiv, haben aber noch keine hohe Lebensdauer und sind nur schwer zu warten.

Windenergie für den Privatgebrauch

Kleine Windkraftanlagen für den Privatgebrauch gibt es zwar, allerdings haben sie sich am Markt bislang noch nicht durchsetzen können. Das liegt zum einen an zu hohen Anschaffungskosten, zum anderen aber auch an der nur geringen Einspeisevergütung für selbst erzeugten Strom. Wer sich dennoch unabhängig von immer weiter steigenden Energiepreisen machen möchte, sollte eher auf eine Photovoltaikanlage zurückgreifen.

Solaranlagen sind in den letzten Jahren immer günstiger geworden, werden staatlich gefördert und auch der eingespeiste Strom wird wesentlich besser vergütet als bei privaten Windkraftanlagen. Falls Sie mehr zu Photovoltaik erfahren möchten, können Sie sich bei Käuferportal umfassend informieren. Außerdem vermitteln wir Ihnen kostenlos und unverbindlich bis zu drei qualifizierte Photovoltaik-Anbieter aus Ihrer Region, die Ihnen ein individualisiertes Angebot erstellen. Füllen Sie dafür einfach unseren Online-Fragebogen aus und entscheiden Sie nach Erhalt der Angebote, welches Sie am meisten überzeugt.

Bildquellen:
© Käuferportal
© Elena Elisseeva | Shutterstock
© Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) | Europäische Union
© KB3 | Fotolia
© TÜV Saarland Gruppe | tekit Consult Bonn Gruppe GmbH
Solar cta halbrund
Angebote für Solaranlagen
von regionalen Anbietern vergleichen
Bitte wählen Sie Ihren Standort
  • Unverbindliche Angebote
  • Nur qualifizierte Anbieter
  • Bundesweites Netzwerk
  • Über 1.000 Anfragen monatlich
Deutschlandkarte Baden-Württemberg Bayern Berlin Brandenburg Bremen Hamburg Hessen Mecklenburg-Vorpommern Niedersachsen Nordrhein-Westfalen Rheinland-Pfalz Saarland Sachsen Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Thüringen