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Windkraft

Wind ist - wie Sonne, Wasser oder Biomasse - eine erneuerbare Energiequelle. Bereits im 1. Jahrtausend vor Christus wurde Windenergie in nutzbare Energieformen umgewandelt. Seit dem 12. Jahrhundert setzten die Menschen in Europa Windmühlen zur Verrichtung von mechanischer Arbeit ein.

Panoramaaufnahme eines Windparks vor wolkigem Himmel

So funktioniert ein Windrad

Ein Windrad wandelt die kinetische Energie des Windes mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie um. Der Wirkungsgrad einer klassischen Windkraftanlage liegt gegenwärtig bei knapp 50 Prozent.

Unsere Animation zeigt, wie das genau funktioniert. Im Anschluss können Sie einen eigenen kleinen Windpark bauen und eine Stadt mit Strom versorgen. Los geht's!

Wie viel Strom erzeugt wird, hängt vor allem von der Windgeschwindigkeit ab. Die meisten Windkraftanlagen verfügen über drei Rotorblätter. Das bewirkt eine gleichmäßige Massenverteilung und damit einen stabilen Rundlauf. Damit sie überhaupt zum Drehen gebracht werden, sind Windgeschwindigkeiten von mindestens 4 bis 5 Metern pro Sekunde nötig. Ab einer Geschwindigkeit von 28 bis 35 Meter pro Sekunde, also 90 Stundenkilometern, werden die Anlagen aus Vorsicht vor Sturmschäden abgeschaltet.

Ausschlaggebend ist auch die Höhe der Anlage. Je höher, desto mehr und gleichmäßiger weht der Wind und desto mehr Strom kann schließlich erzeugt werden.

Um eine bedarfsgerechte Stromversorgung zu gewährleisten, können Windkraftwerke aber nur im Verbund mit anderen Kraftwerken betrieben werden. Durch die Unregelmäßigkeit der Windenergie müssen Kraftwerke vorgehalten werden, um die schwankende Stromeinspeisung durch schnelles Nachregeln zu kompensieren.

Windkraft weltweit

Forscher haben errechnet, dass mit einem globalen Netz von Windkraftwerken der weltweite Energiebedarf gedeckt werden kann. Im Jahr 2020 waren nach Angaben des Global Wind Energy Council weltweit 742.635 Megawatt (MW) Windleistung installiert. Führender Leistungsträger ist Asien mit 346.700 MW, gefolgt von Europa mit 218.912 MW.

In Deutschland nahm im Jahr 1987 die erste Windkraftanlage an der Westküste Schleswig-Holsteins ihren Betrieb auf. Ende 2021 standen hierzulande insgesamt 29.750 Windenergieanlagen, welche eine Leistung von mehr als 131 Terawattstunden erzeugen. Die Windkraft hat einen Anteil von 23,7 Prozent an der Stromproduktion. Damit steht Deutschland in Europa auf Platz 1 und weltweit auf Platz 4.

Top 5 der weltweit installierten Windleistung nach Staaten 2020

Land installierte Windleistung in MW
China 288.320
USA 122.317
Deutschland 62.848
Indien 38.625
Spanien 27.000

Die größte Windkraftanlage der Welt wird aktuell vom führenden Hersteller Vestas im dänischen Østerild fertiggestellt und soll noch 2022 in Betrieb gehen. Mit einer Höhe von 280 Metern, einer Produktionsleistung von 80 GWh pro Jahr und einem Rotorblatt von stattlichen 115,5 Meter Länge überragt sie die bis dahin weltweit größte Anlage in Bremerhaven um 80 Meter.

Vertikale Windräder

Vertikales Windrad auf grünem Hügel

Neben den gängigen horizontalen Windrädern gibt es auch Rotoren mit einer vertikalen Achse. Ihr Vorteil besteht vor allem darin, dass der Generator und andere technisch nötige Teile am Boden platziert werden können. Außerdem sind sie von der Windrichtung meist unabhängig. Die bisher im Einsatz befindlichen Windräder mit vertikaler Achse haben allerdings einen entscheidenden Nachteil: Ihr Wirkungsgrad liegt weit hinter dem horizontaler Anlagen zurück.

Offshore-Windparks

Offshore-Windpark bei ruhiger See und Himmel mit Schäfchenwolken

Ein Großteil der europäischen Windenergie stammt heute noch aus Anlagen auf dem Land. Doch Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee bergen großes Potenzial. 2021 waren vor den deutschen Küsten insgesamt 1.501 Offshore-Windenergieanlagen in 25 Offshore-Windparks mit zusammen rund 7,8 Gigawatt (GW) installierter Leistung am Netz.

Offshore-Windparks bieten wesentliche Vorteile: Sie werden einerseits in der Bevölkerung besser akzeptiert und andererseits ist die Windausbeute auf dem offenen Meer höher, da die Winde stärker und gleichmäßiger wehen. Dies könnte langfristig zu niedrigeren Kosten in der Stromerzeugung führen. Zudem erzeugt ein einzelnes Offshore-Windrad heute mehr Strom als früher ganze Parks: Leistungen von über zehn Megawatt sind mittlerweile geläufig.

Allerdings stellen Offshore-Windparks auch große Herausforderungen an Technik und Material. Die Windenergieanlagen werden in bis zu 40 Meter Wassertiefe aufgestellt. Sie liegen bis zu 100 Kilometer vor der Küste, so dass der erzeugte Strom über eine lange Anbindung an das Stromnetz zum Verbraucher transportiert werden muss.

Windkraft in der enviaM-Gruppe

envia THERM im Aufwind

envia THERM betreibt 13 Windenergieanlagen mit einer elektrischen Leistung von 85 MW. Aushängeschild ist der Windpark Lützen in Sachsen-Anhalt. Dieser ist nach abgeschlossener Erweiterung mit rund 22 Megawatt die größte und modernste Anlage zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien.

Rekord bei Einspeisung von Windenergie

MITNETZ STROM verzeichnete einen Rekord bei der Einspeisung von Windenergie. Anfang Februar 2022 wurde eine maximale Leistung von 4,3 Gigawatt des Windstroms in das Stromnetz eingespeist und damit so viel wie noch nie zuvor. Seit Beginn des Jahres betrug die Windeinspeisung rund 2,3 Milliarden Kilowattstunden. Damit können mehr als 600.000 Drei-Personen-Haushalte ein Jahr lang mit Energie versorgt werden.

Anlagen-Portfolio der envia THERM

Anlagenportfolio der enviaTHERM