Wie funktioniert eine Windkraftanlage?

Schon seit Jahrhunderten wissen die Menschen um die Kraft des Windes: Einst setzten sie mit ihrem ihre Windmühlen in Gang, um damit Getreide mahlen zu können oder verwendeten ihn als Antrieb für große Segelschiffe, um damit die Welt erkunden zu können. Heute ist die Windenergie vor allem dazu da, Strom zu erzeugen. Seit im jahr 1957 das erste Windtestfeld in Geislingen vom Ingenieur Ulrich W. Hütter eröffnet wurde, ist der Fortschritt der Windenergie nicht mehr aufzuhalten.

In der Nähe der Küste, auf dem Meer (Offshore) und auf flachem Festland (Onshore) werden heutzutage mehr und mehr großflächige Windparks installiert, die einen enormen Nutzen für die Volkswirtschaft haben. Eine Windkraftanlage weist nicht nur nach drei bis sechs Monaten eine sehr gute Energiebilanz auf.

Die Funktionsweise einer Windkraftanlage

Die wichtigsten Bestandteile einer Windkraftanlage sind zunächst der Mast (oder auch Turm genannt), die Rotorblätter, die Gondel, der Generator, das Getriebe, die Windrichtungsnachführung und die Messinstrumente. Die Gondel ist auf dem Mast montiert und besitzt in ihrem Inneren den Generator und das Getriebe. Jedoch sind auch Windkraftanlagen installiert, die kein Getriebe aufweisen. Es ist in erster Linie dazu da, die Drehzahl des Generators auch bei unregelmäßigen Windgeschwindigkeiten konstant zu halten.

Die Funktionsweise an sich ist recht einfach: Die Rotorblätter drehen sich durch Wind. Mit dieser Drehbewegung kann der Generator Strom erzeugen - ganz ähnlich wie der Dynamo eines Fahrrads. Statt Muskelkraft arbeitet die Anlage allerdings nur mit Wind. Die Rotorblätter sind genau wie auch im Flugzeugbau aerodynamisch geformt. Weiterhin sorgen die sogenannten Horizontalachsenrotoren bzw. die Windrichtungsnachführung dafür, dass die Anlage sich stets zum Wind dreht. Zu beobachten ist dieses ganz natürliche Prinzip auch bei Sonnenblumen, die sich immer zur Sonne hin wenden.
Die Daten werden in der Messeinheit registriert, ausgewertet und an den Nachführmotor weitergeleitet. Dabei wird die Windrichtung von der Windfahne ermittelt. Die Windstärke berechnet zudem das sogenannte Anemometer.