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Windturbine
Für kleine Turbinen siehe Artikel Mini-Windkraftanlage.
Windkraftanlagen am rechten Hafendamm in Zeebrügge
Eine der vier Windkraftanlagen (2005) aus Lanaken der Industriepark
Windkraftanlagen im Bau für den Windpark vor der Küste Nordhollands
Bau einer Windkraftanlage in ArcelorMittalGent
Teile einer Windkraftanlage
Trommelmühle mit vertikaler Welle te Osterklo. Diese Mühle dient zum Antrieb einer Wasserpumpe, aber mit dem gleichen Prinzip kann auch ein Generator angetrieben werden.

EIN Windkraftanlage ist eine Turbine, die Energie aus dem Wind Umsatz in Elektrizität durch ein Generator. Dies unterscheidet moderne Windkraftanlagen von traditionellen Windkraftanlagen, die die mechanische Energie direkt nutzen, um beispielsweise Getreide zu mahlen (Mühle) oder Wasser zu pumpen (Poldermühle). Windkraftanlagen werden häufig in Windparks.

Klassifizierung und Leistung

Windenergieanlagen lassen sich je nach Bauart und gelieferter Leistung nach Größe einteilen:[1]

  • kleine Windräder, manchmal auch Mini-Windkraftanlagen erwähnt: maximal 15m Masthöhe (hier gemessen vom ebenerdig auf dem die Windenergieanlage aufgestellt wird) und einer Leistung von 0,5 bis 10 kW (Kilowatt)
  • mittelgroße Windkraftanlagen: ab 15 m Masthöhe und einer Kapazität von 10 bis maximal[2]
  • große Windkraftanlagen: Leistung über 300 kW; moderne Windkraftanlagen erreichen Leistungen von bis zu 12 MW (Megawatt).

Horizontale oder vertikale Achse

Die zwei wichtigsten Arten von Windkraftanlagen sind die Turbine mit horizontaler Welle und der Turbine mit vertikaler Welle. Windkraftanlagen mit horizontaler Achse sind weltweit am weitesten verbreitet. Windkraftanlagen mit vertikaler Achse (VAWT) sind unabhängig von der Windrichtung. Vertikalwellenturbinen eignen sich sehr gut für den Einsatz in bebauten Gebieten oder an Gebäuden.

Komponenten

Eine Windkraftanlage besteht aus a Stiftung, ein Mast, a Gondel der den elektrischen Generator und (normalerweise) das Getriebe enthält, und die eigentliche Turbine bestehend aus einer Zahl, normalerweise 3, Klingen die auch Klingen oder Flügel genannt werden.

Stiftung

Eine Windkraftanlage muss gut im Boden verankert sein, auf dem sie steht. An Land wird aus Kostengründen oft ein Flachfundament verwendet. Das Fundament besteht aus Beton, und ist mit Durchführungen versehen, an denen die ElektrizitätKabel durchgehen kann.

Biene Offshore-Windparks Es gibt drei gängige Fundamenttypen, ein dreibeiniges Fundament (Tripod), ein Eimerfundament oder einen geraden Mast (Monopile). Es wird an der Möglichkeit geforscht, Windkraftanlagen mit Schwimmkörpern zu bauen, bei denen es keine direkte Verankerung am Meeresboden mehr gibt. Damit wäre es möglich, Windkraftanlagen in tieferem Wasser zu installieren. Diese befinden sich jedoch noch in der Testphase.

Da moderne Windkraftanlagen größer sind als ältere Versionen, ist es (noch) nicht möglich, deren Fundamente für neue Windkraftanlagen zu verwenden.

Mast

Ein Turm einer Windkraftanlage muss viel Belastung aushalten. Noch größer als die Belastung von Gondel, Generator und Rotorblättern ist die Windlast, die der Mast aushalten muss. Deshalb gilt: Je höher der Mast, desto breiter der Fuß. Auch die Schachthöhe von Windkraftanlagen ist im Laufe der Jahre stark gestiegen. Um 1980 waren die Windräder etwa 15 Meter hoch, Mitte der 1990er Jahre hatten sie bereits eine Höhe von 50 Metern. Windkraftanlagen sind heute durchschnittlich 100 Meter hoch. Die Windkraftanlagen sollen künftig eine durchschnittliche Schachthöhe von 150 bis 200 Metern haben.[3]

Der Mast kann aus Beton bestehen oder Stahl. Je nach Größe kann es sein Winden abgeholt werden. Größere Kopien müssen mit a . verwendet werden Kran zusammengestellt werden. Im Inneren des Mastes befinden sich eine Leiter, eventuell ein Lift und die Stromkabel.

Der Transport von Masten vom Produktionsstandort zur Baustelle ist eine große logistische Herausforderung. Da ein Mast in einem Stück in Bezug auf Gewicht und Größe nicht transportiert werden kann, wird der Mast in Einzelteilen transportiert und vor Ort montiert. Die verschiedenen Teile sind so groß wie möglich. Ein Stahlmast besteht aus zwei bis vier Abschnitten, die mit Flanschverbindungen zusammengefügt werden. Die Wandstärke beträgt 20 bis 60 Millimeter.

Gondel

In der Gondel gibt es a Generator und Getriebe. Der Generator wandelt die kinetische Energie der Welle in Elektrizität und kann mit einem großen verglichen werden Dynamo. Die meisten Windkraftanlagen haben ein Getriebe. Dieser funktioniert wie ein Getriebe: Erhöht die Drehzahl. Das Getriebe ist ein anfälliges Teil, weshalb sich einige Hersteller für einen Direktantriebsgenerator entscheiden, den sogenannten Direktantrieb oder getriebelos Windkraftanlage. Windkraftanlagen sind mit einem aerodynamischen Bremssystem ausgestattet, um sie im Notfall oder bei Wartungsarbeiten stoppen zu können. Eine Windfahne an der Gondel misst die Windrichtung. Sobald es sich ändert, dreht ein Cruiser-Motor die Gondel wieder direkt in den Wind.

Dochte

Die Rotorblätter einer Windkraftanlage sind wichtige Teile. Moderne Hölzer bestehen aus glasfaser- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff. Die maximale Blattlänge moderner Windenergieanlagen beträgt bei Landanlagen rund 65 Meter und bei Offshore-Anlagen rund 85 Meter. Die Nabe ist der Punkt, an dem sich die Blätter treffen.

Instandhaltung

Im Durchschnitt werden Windkraftanlagen viermal im Jahr planmäßig gewartet: Sicht-, Schmier-, elektrische und mechanische Wartung. Dies geschieht möglichst an windfreien Tagen, damit es möglichst wenig Produktionsausfälle gibt.

Vor-und Nachteile

Die Hauptvorteile der Windenergie sind:

  • Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe, da Kohle, Erdöl und Erdgas
  • relativ niedrige Betriebskosten (Wind ist kostenlos)
  • weniger Verschmutzung (Feinstaub) und CO2-Emissionen im Verhältnis zu anderen Energieträgern
  • reduzierte Abhängigkeit von anderen Energiequellen und deren Lieferanten (Öl- und Gasförderländer)
  • lokale Energieerzeugung ohne Anschluss an ein regionales Verteilernetz;
  • (lokale) Beschäftigung durch Produktion, Installation und Wartung
  • geringeres Katastrophenrisiko als Kernkraft, obwohl einigen Quellen zufolge[4] eine Windkraftanlage ist gar nicht so sicher, wenn man die Zahl der Todesfälle berücksichtigt, die bei der Gewinnung der notwendigen Rohstoffe, bei der Installation, bei der Wartung und beim Abriss auftreten.
  • Britische Untersuchungen zeigen, dass die meisten Windkraftanlagen auch nach 25 Jahren noch wirtschaftlich rentabel sind.[5] Bei alten Windenergieanlagen liegt die Lebensdauer zwischen 20 und 25 Jahren und neue Turbinen können nach 25 Jahren noch verwendet werden. Die Energie zur Produktion einer Windkraftanlage amortisiert sich je nach Anlagentyp innerhalb von 3 bis 6 Monaten.

Die Hauptnachteile der Windenergie sind:

  • variable Erträge durch schwankende Windgeschwindigkeiten, die an windfreien Tagen eine Absicherung erfordern.
  • das Stromnetz erfährt immer mehr Spitzen und Tiefs, was Unternehmen oder letztlich Verbraucher dazu zwingt, (Haus-)Batterien selbst zu kaufen.
  • insbesondere hohe Investitionskosten Off-Shore
  • Landschaftsverschmutzung;
  • Einfluss auf Tier-und Pflanzenwelt: Vögel und Fledermäuse fliegen dagegen,-[6][7] aber auch Tiere, die Geräusche zum Jagen/Überleben verwenden, können darunter leiden.
  • Unruhe/Stress bei Tieren und Anwohnern durch die tieffrequenten Geräusche/Vibrationen über die Luft oder den Boden. Zu diesen Nebenwirkungen wurden mehrere Studien durchgeführt, aber leider werden widersprüchliche Schlussfolgerungen gezogen.[8]
  • Schlagschatten- und Lärmbelästigung für Anwohner, die durch ständig wachsende Masten und Blätter weiter reichen.[9]
  • der Lärmstandard 41 Lnight falsch berechnet wird (sog. A-Bewertung, bei der die tiefen Töne weniger zählen: dB(A))[Quelle?]
  • (Induktions-)Strahlung der Windenergieanlage und der (Erd-)Stromleitungen und vermehrte Blitzeinschläge, durch die Anwohner Kollateralschäden erleiden können.
  • Abschreibung von (Ferien-)Wohnungen in der Nähe von Windkraftanlagen.[10]
  • Verbreitung von Feinstaub aus der Industrie in der Luft, wenn sich Windturbinen in einem Umkreis von 1 Kilometer von Werksrohren befinden, die Feinstaub ausstoßen (insbesondere, wenn der Schornstein höher als die Achse der Windturbine ist).[11]
  • Blendung bei tiefstehender Sonne (morgens oder abends)
  • Zweifel an den Amortisationszeiten von Windkraftanlagen (aufgrund unterschiedlicher Kalkulationen von Rohstoffkosten, Produktion und Transport von Materialien und letztendlich Degradation, die von 1 Jahr bis zu mehr als 15 Jahren Amortisation reichen.[12]
  • Die verbleibenden nicht abbaubaren Teile nach Ablauf der (wirtschaftlichen) Lebensdauer (wie die kunststoffverstärkten Klingen und die verstärkten Beton Fuß).[13]
  • Einige Windkraftanlagen sind mit dem Treibhausgas SF6 gefüllt, um Korrosion von innen zu verhindern.[14]
  • Möglich Menschenrechtsverletzung bei der Gewinnung von Rohstoffen für den Bau der Windkraftanlagen.[15]

Unfallrisiko

Auch Windkraftanlagen verursachen manchmal Unfälle. Windkraftanlagen stehen oft auf freiem Feld und nicht in einer dicht bebauten Umgebung, sodass Unfälle nicht oft zu Personenschäden führen. Liegt bereits eine Verletzung vor, hängt dies oft mit der geleisteten Arbeit zusammen. Da Windkraftanlagen sehr hoch sind und über bestehende Gebäude hinausragen, bieten Brände und gebrochene Rotorblätter in Windkraftanlagen eine spektakuläre Aussicht. Gegner der Windenergie nutzen diese Unfälle, um die Risiken der Windenergie aufzuzeigen.

Stromschlag

Eine Windkraftanlage produziert Strom. Bei falscher Handhabung kann dies das Risiko erhöhen, dass Stromschlag einbeziehen.[Quelle?]

Sturzgefahr

Windkraftanlagen stellen aufgrund ihrer Höhe eine Absturzgefahr dar. Dazu gehören herabfallende Personen, aber auch herabfallende Werkzeuge, die Verletzungen verursachen können.[Quelle?]

Gefangenschaft

Eine Windkraftanlage besteht aus mehreren rotierenden Teilen. Beispielsweise kann sich die Gondel relativ zum Mast drehen, die Blätter drehen sich und übertragen ihre Energie über ein Getriebe auf den Generator. Bei Inspektions- und Reparaturarbeiten müssen manchmal Sicherheitsmechanismen entfernt werden, bei denen die Gefahr des Einklemmens besteht.

Brandgefahr

In der Gondel sind verschiedene Flüssigkeiten vorhanden, die für den Betrieb der Mühle notwendig sind, wie Hydrauliköl und Fett. Dies birgt Brandgefahr. Aufgrund seiner Höhe ist der Feuerwehr oft machtlos. Zudem besteht konstruktionsbedingt die Gefahr eines Kamineffekts. Zum Beispiel brannte am 29. Oktober 2013 eine Windkraftanlage im Windpark Piet de Wit Biene Oltgensplaat bei dem zwei Mechaniker getötet wurden.[16] Am 31. Oktober 2006 brannte auf dem Friesenplatz eine Windkraftanlage Heerenveen ganz aus.[17]

Fallende Rotorblätter

Rotorblätter sind mit der Nabe verschraubt. Durch Blitzschlag oder Metallermüdung diese Verbindung kann sich lösen und ein Blatt kann herunterfallen. Eine Windkraftanlage kann auch "durchgehen", wo die Mühle von der Zentrifugalkraft auseinander gezogen wird. 2008 brach ein Rotorblatt einer Windkraftanlage bei blade Oudkarspel[18], 2009 war dies bei einer Windkraftanlage des Windparks der Fall Harry van den Kroonenberg Biene Lelystad.[19] In beiden Fällen entstand dadurch kein zusätzlicher Schaden an der Turbine selbst. Im Dezember 2014 fiel ein Blatt von der Windkraftanlage in Medemblik[20] wahrscheinlich wegen Haarrisse.[21] 2008 ging in Dänemark eine Windkraftanlage durcheinander; Durch die Fliehkraft brach ein Flügel ab und die daraus resultierende Unwucht ließ den Turm einstürzen.[22]

Glasur

Wie bei Flugzeugen kann es im Winter zu Vereisungen an Rotorblättern kommen. Dies kann zu einer Unwucht der Rotorblätter mit der Gefahr von herunterfallenden Rotorblättern führen. Auch kleine Eisstücke können sich lösen und zu fliegenden Projektilen werden. Um Schäden zu vermeiden, sind moderne Turbinen mit einem Eiserkennungssystem ausgestattet, das die Turbine abschaltet, sobald Eis erkannt wird. Sobald das Eis weg ist, schaltet sich die Turbine automatisch wieder ein.

Naturschaden

Windturbinen können für Vögel und Fledermäuse tödlich sein, die in sie hineinfliegen, von den Rotorblättern angesaugt werden oder anderweitig ihren Lebensraum stören.[6][7][23]

Um diese Schäden an der Natur so weit wie möglich zu begrenzen, werden eine Reihe von Interventionen erwogen und angewendet:

  • Bauen Sie keine Windkraftanlagen in umweltsensiblen Gebieten
  • vorübergehendes Abschalten der Windkraftanlagen bei erkannten Vogel- oder Fledermausschwärmen, insbesondere während der ziehen;[24] Abschalten würde nur einen geringen Wirkungsgradverlust verursachen cause[25]
  • Anheben der Masten, damit gefährdete Vogelarten darunter fliegen können
  • malen Sie einen der Flügel schwarz, damit die Vögel eine visuelle Warnung erhalten.[26]

Windkraftanlagen in den Niederlanden und Belgien

Diese Windturbinen sind manchmal in großen 'Farmen' mit vielen Windturbinen zu finden, zum Beispiel in Die Niederlande auf der Maasvlakte und in Belgien in dem Hafen von Brügge-Zeebrügge.

sehen Windkraftanlagen in den Niederlanden für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Anfang 2012 stand er für 341 MW Windkraftanlagen in Flandern.

sehen Windkraftanlagen in Flandern für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Farbe

Windkraftanlagen sind in der Regel komplett weiß. In den 1980er Jahren wurden in Dänemark Untersuchungen zur visuellen Reduktion von Windkraftanlagen durchgeführt, die zeigten, dass Weiß vom Boden aus am wenigsten wahrnehmbar war, während es aus der Luft deutlich sichtbar war. Sogar für Weiß werden Standardfarben verwendet: RAL 9010 für weiße Turbinen oder RAL 7035 für hellgraue Turbinen. Bei schlechten Wetterbedingungen werden die Rotorblätter manchmal mit roten Streifen oder Punkten versehen, und deutsche Turbinen haben einen roten Streifen, wenn sie sich innerhalb von fünf Kilometern von einem Flughafen befinden, oder zwei Streifen, wenn sie weiter entfernt sind. In schneereichen Gebieten ist der Mast manchmal rot/weiß gestreift.[27]

Wissenswertes

Siehe auch

Externe Links

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