Windenergie und ihre Nutzung

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Die Windenergie ist eine weitere Form der Erneuerbaren Energien. Die Nutzung von Windrädern ist eine seit dem Altertum bekannte Möglichkeit, um Energie aus der Umwelt zu schöpfen. Zum einen wurde sie zur Fortbewegung von Segelschiffen oder Ballons genutzt und zum anderen zur Verrichtung mechanischer Arbeit mit Hilfe von Windmühlen und Wasserpumpen. Nach dem die Elektrizität entdeckt und der Generator erfunden wurde, lag auch der Gedanke der Nutzung der Windenergie zur Stromerzeugung nahe. Am Anfang wurde nur das Konzept der Windmühle abgewandelt und statt der Umsetzung der kinetischen Energie des Windes in mechanische Energie wurde über einen Generator elektrische Energie erzeugt. Durch Weiterentwicklung der Strömungsmechanik wurden auch die Aufbauten und Flügelformen spezialisiert. Durch die Ölkrise in den 70er Jahren wird weltweit nach Alternativen zur Energiegewinnung geforscht.
Weitere Verwendungen für die Windenergie sind einige Sportarten wie Segeln, Windsurfen, Kitesailing, Kite-Surfen, Kitebuggyfahren u.s.w..
Die Windenergieanlagen können in allen Klimazonen eingesetzt werden. Eine Studie der Harvard-Universität kommt zu dem Schluss, dass die global erzielbare Windenergie ausreichend ist, um den gesamten Weltenergiebedarf zu decken. Durch die Unstetigkeit des Windes kann die mit Windenergieanlagen gewonnene elektrische Energie nur im Verbund mit anderen Energiequellen oder in sehr kleinen Stromnetzen mit Speichern für eine kontinuierliche Energiebereitstellung genutzt werden.
Aufgrund der Sonneneinstrahlung am Tag weht der Wind meist stärker als nachts und passt sich somit auf natürliche Weise dem am Tag höheren Energiebedarf an. Auch im Winter ist die Erzeugung meist größer als im Sommer, was ebenfalls günstig ist.
Die Höhe der Regelenergie hängt erheblich von der Vorhersagegenauigkeit des Windes, der Regelungsfähigkeit des Netzes sowie dem zeitlichen Verlauf des Stromverbrauchs ab.
Umweltschützer meinen, die Windenergie ist, wenn alle externen Kosten der Energieerzeugung einbezogen werden, neben der Wasserkraft eine der billigsten Energiequellen. Da die Messung externer Kosten und Nutzen jedoch nicht eindeutig möglich ist, kommen andere Studien zu anderen Ergebnissen. Moderne Windenergieanlagen besitzen eine kurze energetische Amortisationszeit von nur wenigen Monaten.
Die Wirtschaftlichkeit der Windenergienutzung durch Windenergieanlagen hängt von den Parametern mittlere Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe, Stromverkaufspreis, Anlagen- und Infrastrukturkosten ab. Als erneuerbare Energie trägt die Windenergie zum Merit-Order-Effekt bei und senkt zumindest kurzfristig durch die Verdrängung konventioneller Kraftwerke die Strompreise. Wird an windstarken Tagen viel erzeugter Strom eingespeist, sinkt der Großhandelspreis an der Strombörse. Ist wenig Windenergie vorhanden, steigt der Preis an der Strombörse.
Umweltschützer sagen, dass die Windenergie besonders zukunftssicher ist, da Wind, im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Kohle und Erdöl, eine erneuerbare Ressource ist und somit dauerhaft zur Verfügung steht. Außerdem ist die Nutzung der Windenergie besonders luft- und klimaschonend, da während des Anlagenbetriebs im Gegensatz zu fossilen Energieträgern keine Gift- und Schadstoffe, wie Schwefeldioxid oder Stickoxide, und keine direkten Kohlendioxidemissionen, die zur Klimaerwärmung beitragen, entstehen.
Die Festpreisvergütung im Rahmen des EEG hat zu einem starken Ausbau der Windenergienutzung in der Bundesrepublik Deutschland geführt.
Kleinwindkraftanlagen (bis 5 kW) für private und gewerbliche Zwecke erfreuen sich in den letzten Jahren bei steigenden Energiepreisen immer größerer Beliebtheit. Diese Windkraftanlagen bieten Hausbesitzern eine gute Möglichkeit um kostenlose Elektrizität für ihr Zuhause zu erzeugen. Eine eigene Windstromproduktion kann helfen sowohl die monatlichen Energiekosten zu senken als auch an einer grünen Energielösung für die Versorgungsprobleme unseres Planeten mit zu wirken. Windenergie ist eine der beiden wichtigsten passiven, erneuerbaren Energiequellen, die den meisten Hauseigentümern zur Verfügung stehen und sie bringt gegenüber Solarenergiesystemen sogar noch einige Vorteile mit sich. Im Gegensatz zu Solarstromanlagen kann eine Windkraftanlage eine beständigere und zuverlässigere Energiequelle für Privathaushalte sein. Windkraft ist weit weniger Wetter abhängig und kann rund um die Uhr arbeiten insofern gerade Wind weht.
Im Normalfall kann ein Hausbesitzer für den Durchschnittspreis einer Solaranlage etwa 8-10 Windräder installieren. Diese modernen Windkrafträder sind kleiner als in den vergangenen Jahren und können bereits bei nur mäßigem Wind eine messbare Menge an Windstrom produzieren. Diese lassen sich sehr leicht installieren und viele Modelle dieser neueren Windradgeneration lassen sich direkt auf dem Hausdach montieren. Dies ist ein großer Vorteil zu den älteren Windgeneratoren und spart Kosten, welche die Aufstellung großer Windradtürme, mit sich bringt. Außerdem machen kleine Geräte die Wartung und Reparatur von Windrädern wesentlich einfacher.
Auch die Windräder wurden in den letzten Jahren stark verbessert, wodurch Windenergie für Privatanwender eine immer attraktivere Investition wurde. Durch diese technischen Steigerungen wurden die modernen Windkraftanlagen kleiner, leichter und leistungsstärker als viele Modelle noch wenige Jahre zuvor, was bedeutet, dass Windenergie im Privathaushalt jetzt günstiger zu installieren ist und gleichzeitig mehr Windstrom von durchschnittlich wehendem Wind produziert werden kann. Zur Verbesserung dieser neuen, von Windenergie angetriebenen Anlagen zur Stromerzeugung haben sowohl effektivere Rotorblätter, stärkere Generatoren als auch innovativere Designs beigetragen.
Max. 70 kW darf eine Kleinwindkraftanlage erzeugen, um noch als "klein" durch zugehen. Aber Anlagen für private Haushalte leisten sowieso nicht mehr als 0,4 kW bis 30 kW. Die maximal erzielten Werte liegen derzeit bei 200-400 kWh pro Quadratmeter Rotorfläche. Wird der Strom ins öffentliche Netz gespeist, zahlt der Netzbetreiber eine Vergütung laut EEG. Derzeit sind das 9,2 Cent je Kilowattstunde in den ersten 5 Jahren. Die staatliche KfW-Bank bietet Kleinwindkraftanlagen-Förderung in ihrem Programm Wohnraum-Modernisieren. Allerdings ist hier Voraussetzung, dass die Anlage ausschließlich Strom für den Haushalt liefert und nicht ans öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Die Kosten für eine solche Windenergieanlage liegen derzeit bei mindestens 3.000 € pro Kilowatt.
Kleinwindanlagen müssen genehmigt werden und den Vorschriften zu Lärm und Schattenwurf genügen. Die kreiselnden Rotorblätter erzeugen Lärm, Schatten und auch unangenehme "Blitze" durch Lichtreflektion. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, unabhängig zum Genehmigungsverfahren auch Gespräche mit den Nachbarn zu führen um Streitereien aus dem Weg zu gehen.
Darüber hinaus entscheiden regionale Behörden unterschiedlich. Auskünfte erteilen die Bauämter. In einigen Bundesländern sind Anlagen bis zu 10 m Höhe genehmigungsfrei. Verzichten Sie dennoch nicht auf ein statisches Gutachten!
Es gibt zwei Typen von Kleinwindkraftanlagen:
1. Rotorblätter drehen sich um vertikale Achse. und
2. Rotorblätter drehen sich um horizontale Achse
Fachleute sind sich nicht einig darüber, ob die Erträge typenabhängig sind. Jede Kleinwindanlage braucht einen Wechselrichter, der den erzeugten Strom in konstante 230 Volt und 50 Hertz umwandelt.

[Sabrina22]

Kann Windenergie auch für Fußbodenheizung benutzt werden? Wenn ja, welche Technologie braucht man? Danke sehr

LG,
Sabrina

[elhaber]

Hi sabrina,
nicht direkt!
Über den Umweg, aus der Drehbewegung der Rotoren Strom zu erzeugen und diesen dann in das Heizungssystem
einzuspeisen sollte es aber möglich sein.

In herkömmlicher Technik würde eine elektrische Ladepatrone einen Pufferspeicher für die Fußbodenheizung
mit der Windelektrizität aufheizen.
Besser aber sollte ein duales System sein, das mit Hilfe eines Raychem-Kabels oder einer Heizmatte im Estrich
die Elektrizität direkt in Wärme umsetzt.
parallel dazu kann die herkömliche Wsserbasierte Heizung betrieben werden.

Aber Achtung!
Windanlagen brauchen für diesen Zweck mindestens 2-5kW und sollten auch zu einer Zeit laufen, in der Wärme benötigt wird. Masthöhe 15m, Rotordurchmesser >3m Windstärke über 7m/s.

Stürmische Winterabende können da einen ganz besonderen Reiz haben - Herbststürme ersetzen die Übergangsheizung.
Aber dann gibt es noch die lange Inversions-Wetterlage, in der weder Licht noch Wind energetisch ausgenutzt werden kann.

Windanlagen haben zwischen 1100-1800h pro Jahr Energieertrag zu annähern Vollast. Das ist bestenfalls ein fünftel.

CU
st