Die Windkraftanlage

Windkraftanlage

Als Abkürzung für die Windkraftanlage findet man außer "WKA" auch oft "WEA", was für Windenergieanlage steht und die Physik, die hierbei zur konkreten Anwendung kommt, besser trifft. Aber auch Bezeichnungen wie "WKK" für Windkraftkonverter oder umgangssprachlich Windmühle bzw. Windrad werden in diesem Zusammenhang verwendet. Kleinere Anlagen, die im so genannten Inselbetrieb nicht ins öffentliche Stromnetz einspeisen, werden in diesem Text nicht weiter berücksichtigt.

Aufbau einer Windkraftanlage (WKA)

Die ganz wesentlichen strukturellen Bestandteile einer WKA sind:

  • Das Stahlbeton-Fundament
  • Die eletrischen Netzanschluss-Komponenten
  • Der Turm mit der Aufstiegsleiter
  • Die elektronisch gesteuerte Windrichtungs-Nachführung
  • Die Gondel
  • Der Generator
  • Die Bremse
  • Das Getriebe
  • Die Nabe
  • Die drei Rotorblätter
  • Die Blattverstellung
  • Die meteorologischen Messinstrumente

Rotorblätter und ihre Bauart

Zwar ist der Generator das Herzstück einer WKA, denn er wandelt die Energie, die im Windfeld liegt, in elektrische Energie und damit in bares Geld um, aber die Effizienz der Anlage wird in erster Linie mit durch die Rotorblätter bestimmt, die deshalb hier eine besondere Betrachtung verdienen. Auf der anderen Seite sind es auch die Rotorblätter, die gewisse Betriebsgeräusche verursachen und damit auch im Fokus einer öffentlichen Kritik stehen. Aus diesem Grunde müssen auch die Blattlängen im Onshore-Bereich auf 65 m begrenzt werden. Draußen auf dem Meer vor den Küsten können dann sogar Blattlängen bis 85 m verwendet werden.

Aufgebaut aus glas- und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff in Halbschalen-Sandwichbauweise und inneren Versteifungsholmen können die Rotorblätter auch den extremen Belastungen in den Regionen der Starkwindfelder im Offshore-Bereich Stand halten. Bis in die äußerste Blattspitze sind die Rotorblätter mit einem Blitzschutz ausgerüstet. Bei Eisansatz, der beispielsweise durch eine Unwucht bemerkt wird, schaltet sich die Anlage aus Sicherheitsgründen automatisch ab. Es gibt inzwischen Modelle, die einen kleinen Teil der elektrischen Leistung der Anlage zur Beheizung der Rotorblätter verwenden, oder die Abluftwärme vom Generator aus der Gondel durch die Rotorblätter strömen lassen.

Ein vorprogrammierter Konflikt

Die Bundesrepublik Deutschland betreibt mehr als 200 seismologische Stationen zur Erforschung des inneren Aufbaus der Erde auf der einen Seite, aber auch zur Überwachung des internationalen Atomwaffen-Teststopabkommens, was eine hoheitliche und politische Aufgabe ist. Die ständige Zunahme der Windkraftanlagen und ganzer Windparks bringt es mit sich, dass die Abstände der seismologischen Stationen bis zur nächsten WKA immer kleiner werden. Durch Eigenschwingungen der WKAs und Oberschwingungen in den Rotorblättern werden Erschütterungen in den Untergrund mechanisch eingespeist, die exakt im Bereich der Signalfrequenzen von Erdbebenwellen oder großen Sprengungen liegen mit der Folge, dass diese "Störungen" eine vernünftige Auswertung der aufwendigen Messungen verhindern können. So wird die Bundesrepublik eines Tages nicht um Gesetze herum kommen, die einen "Mindest-Sicherheitsabstand" im Umfeld seismologischer Stationen festlegen.



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