Windmühle Stromerzeugung

Windkraftanlage Stromerzeugung

Die Rolle in der menschlichen Zivilisation (Windmühlen, Segelschiffe). Die Revolte erzeugt genug Strom, um zum Beispiel ein Smartphone oder ein Tablett aufzuladen. Eine riesige Windkraftanlage liefert 15.000 Haushalten Elektrizität. Der 120 m hohe, schmale Betonturm erhebt sich kraftvoll in den Wolken von Magdeburg Süd.

Jeder der drei Rotoren blätter ist 52 m lang und an seiner weitesten Spitze sechs m weit. Das Kraftwerk erzeugt bis zu 4,5 MW Leistung - genug für rund 16.000 Haushalten. Der Transport der gewaltigen Laufschaufeln über weite Distanzen konnte nicht wie gewohnt per Lastwagen erfolgen.

Die von Enercon im ostfriesischen Aachen entworfene Windkraftanlage ist im Grunde wie jede andere. Ein Dynamo mit Luftschraube steht auf einem Hochhaus. Bei Windböen produziert der Dynamo Elektrizität. Doch nur kurz: Nach einigen Tagen gab die Achse, an der die Laufschaufeln angebracht sind, nach.

Zu Beginn der 80er Jahre produzierten die am besten funktionstüchtigen Windkraftanlagen nur ein zwanzigstes der "E112". Nach den Plänen der Regierung werden in einigen Dekaden bis zu 30 Prozent der Stromversorgung in Deutschland aus der Nord- und Ostsee kommen. Bei der Konstruktion solch großer Turbinen ist das Bauteilgewicht die grösste technologische Herausforderung: "Während sich der Querschnitt einer Windkraftanlage vervielfacht, steigt das Bauteilgewicht um ein Vielfaches", sagt Martina Kuhlmann, Entwickler beim Windkraftanlagenhersteller Enercon.

Das Maschinenhaus des "E112" - das Getriebegehäuse mit Achsen, Lichtmaschine und Tragteilen - hat ein Gewicht von 440 t - so viel wie rund 350 PKW. Das ist neben der Beanspruchung aller Lagerstellen und tragender Bauteile vor allem ein Montageproblem: Nur wenige Spezialkräne, ob an Land oder auf dem Meer, können diese auf den 120 Metern Höhe liegenden Tower anheben.

Grössere Systeme können zur Zeit nicht installiert werden. Enercon arbeitet seit rund drei Jahren mit 25 Entwicklerinnen und Entwicklern am E112. Je gleichmäßiger die Luftzufuhr am Bogenende wieder geschlossen wird, umso leiser werden die Systeme. Das Windkraftunternehmen Nordex projektiert ebenfalls eine Turbine mit einem Läuferdurchmesser von 115 Metern, deren Höchstleistung mit fünf MW etwas höher ist als die des Enercon "E112", aber Nordex wird die erste Turbine der Baureihe N115 erst in einigen Jahren an der Ostsee errichten.

Wir wollen die Klingen aus noch leichtgewichtigeren Carbonfasern herstellen", sagt Arndt Stephan, Leiter der Entwicklung. Durch leichtere Klingen konnte aber auch am Schaft und an anderen Orten gespart werden. Die Windkraftindustrie stösst beim Wachstum der Anlagengrösse an ihre Grenzen. Schon in zehn Jahren können Pflanzen mit einer Leistung von acht oder zehn MW auf den Markt kommen.

"Die Systeme können zwar weiter ausgebaut werden, aber ökonomisch macht es keinen Sinn", sagt Nordex-Ingenieur Stephan. Wird die Herstellung und der Zusammenbau der Ferris-Räder noch komplexer, kann es günstiger sein, mit mehreren kleinen Systemen Elektrizität zu produzieren.

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