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Windkraft: So erzeugen Windräder grünen Strom

  • Veröffentlicht: 29.08.2022
  • 20:45 Uhr
  • Galileo

Windkraft-Anlagen sollen einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten. Doch der Ausbau stockt. Warum? Und wie funktionieren Windräder eigentlich? Im Clip: So könnten die Windräder der Zukunft aussehen.

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So verbreitet ist Windkraft in Deutschland

  • In Deutschland gibt es zirka 29.715 Windenergie-Anlagen auf dem Land und 1.501 auf dem Meer. Diese produzieren zusammen rund 64.000 Megawatt im Jahr - das entspricht der Leistung von etwa 45 mittleren Atomkraftwerken.

  • Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher Zwei-Personen-Haushalt verbraucht jährlich etwa 3.500 Kilowattstunden Strom.

  • Die Zahl der Windräder hat in den vergangenen Jahren kaum zugenommen: Während 2017 innerhalb von einem Jahr noch 1.792 neue Windkraft-Anlagen in Betrieb genommen wurden, waren es in den vier darauffolgenden Jahren zusammen nur noch 1.728.

  • Als Ursachen für den Rückgang sehen Behörden und Politiker:innen Klagen gegen Genehmigungen, veränderte Mindestabstände zur Wohnbebauung sowie eine bundesweite Ausschreibungspflicht.

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Wie wichtig ist Windkraft für Deutschland?

⚡ Ende 2022 schaltet Deutschland alle restlichen Atomkraftwerke ab. Der Kohle-Ausstieg folgt bis 2038. Um einen Strom-Blackout zu verhindern, müssen andere Energie-Quellen diese Lücken schließen.

⚡ Um die Klimaziele zu erreichen und die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien zu schaffen, müssen deutlich mehr Solar- und Windkraft-Anlagen gebaut werden. Gaskraftwerke könnten bis dahin Lücken in der Stromversorgung füllen.

⚡ Laut Expert:innen ist der Bau von mindestens 2.000 Windkraft-Anlagen pro Jahr nötig.

⚡ Doch wohin mit all den Windrädern? Wirtschafts- und Klimaminister Robert Habeck will die derzeit geltenden Mindestabstands-Regeln dafür noch einmal überdenken - das gilt vor allem für die strengen Regeln in Bayern.

⚡ Habecks Ziel: Zwei Prozent der Landesflächen sollen der Windenergie zu Verfügung stehen. Das soll auch gesetzlich verankert werden.

Wie funktioniert ein Windkraftrad?

Aufbau Windrad
Aufbau Windrad© Galileo

⛏ Ein Windkraftrad besteht aus einem Fundament und einem darauf gesetzten Turm mit Rotorblättern und einem Generator an seiner Spitze.

🚁 Die Rotorblätter sind aerodynamisch ähnlich gebaut wie die Rotorblätter an einem Flugzeug und Hubschrauber - es greift also das Auftriebsprinzip.

🔋 Wind bringt die Rotorblätter in Bewegung. Die Energie überträgt sich auf den Generator, der diese in Strom umwandelt. Die Funktionsweise ist hier ähnlich wie bei einem Fahrrad-Dynamo.

💨 Dabei ist das Windrad oben drehbar - die Rotorblätter können sich also stets der Windrichtung anpassen.

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Wie viel Strom erzeugt ein Windkraftrad?

  • Es wirken zahlreiche Einflussfaktoren auf ein Windkraftrad: Je höher das Windrad ist, je länger die Rotorblätter sind und je höher die Windgeschwindigkeit ist, desto mehr Strom erzeugt das Windrad.

  • Dabei ist Windenergie sauber und nachhaltig. Ressourcen werden lediglich beim Bau eines Windkraftrads verbraucht.

  • Allerdings hängt die Windstärke ähnlich wie die Sonneneinstrahlung für Solarkraftwerke vom Wetter ab. Bei wenig Wind wird wenig Energie erzeugt.

  • Ein weiterer Nachteil: Wind als Energieträger lässt sich nicht speichern - anders als Wasser in einem Stausee vor einem Wasserkraftwerk. Es sind also Akkus nötig, um die aus der Windkraft gewonnene Energie zwischenzuspeichern.

Wo dürfen Windkrafträder aufgestellt werden?

Standort von Windkrafträdern
Standort von Windkrafträdern© Galileo
  • Windkrafträder bringen vor allem zwei Beeinträchtigungen für die Menschen in ihrer Nähe mit sich: Lärm und Schattenwurf.

  • So erzeugen sowohl die Windströmungen um die Rotorblätter als auch die Mechanik im Windkraftrad Geräusche. Außerdem werfen die Anlagen je nach Sonnenstand Schatten.

  • Allerdings gelten Mindestabstands-Regeln: Je nach Bundesland muss ein Windkraftrad mehrere Hundert Meter bis zu einem Kilometer von der nächsten Siedlung entfernt liegen. Ausnahme: In Bayern sind die Regeln noch strenger. Denn es gilt die 10-H-Regel: Die Distanz zum nächsten Wohnhaus darf das Zehnfache der Höhe des Windrades nicht unterschreiten. Heißt: Ist das Windrad 200 Meter hoch, muss es 2 Kilometer entfernt sein. Die Bayerische Regierung plant die Regel zu lockern.

  • Bei der Genehmigung von Windrädern kommt es auch darauf an, ob Vögel in ihrem Lebensraum gestört werden. So gelten manche Greifvogelarten sowie Fledermäuse als besonders gefährdet für die Kollision mit Windenergie-Anlagen.

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Galileo vom 9. Juni 2021

Rettung für Vögel - Der Kollisionsschutz für Windräder

Jährlich sterben über 100.000 Vögel durch Windräder, doch diese Green Heroes wollen das in Zukunft verhindern. Mit Hilfe eines Kollisionsschutzes sollen die Windräder erkennen, wenn sich ein Vogel in der Nähe befindet. Wie genau das funktioniert, erklären die klugen Köpfe hinter der Idee.

  • Video
  • 05:53 Min
  • Ab 12

Arten von Windkraft-Parks

In der Nordsee stehen mehrere Offshore-Windparks.
In der Nordsee stehen mehrere Offshore-Windparks.© picture alliance/dpa/BELGA | Kurt Desplenter

🌍 Windparks, also mehr als zwei Windkraft-Anlagen in nächster Nähe, gibt es an verschiedenen Standorten.

🌊 Neben onshore, auf dem Festland, gibt es auch offshore - also im Meer. In Deutschland stehen Offshore-Windparks vor allem in der Deutschen Bucht.

🏖 Zudem wird der Einsatz von schwimmenden Windparks diskutiert. Ihr Vorteil: Sie können auch weit entfernt von der Küste Strom erzeugen - wo das Meer zu tief ist, um dort Anlagen fest zu installieren. Und über dem Meer nimmt die Windstärke mit wachsender Entfernung zur Küste zu.

🏔 Auch in größerer Höhe nimmt die Windstärke zu. So gibt es in den Alpen mehrere hochalpine Windparks.

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Die größten Windkraftparks weltweit

In China entsteht der weltweit größte Windpark.
In China entsteht der weltweit größte Windpark.© picture alliance / Wang Jiang / Costfoto | Wang Jiang / Costfoto

🇨🇳 Der größte Windpark der Welt steht in Gansu in China - er erreicht derzeit eine Leistung von 7,9 Gigawatt.

🇨🇳 Dieser Windpark in der Nähe der Wüste Gobi wird derzeit ausgebaut und soll nach Fertigstellung aus rund 7.000 Windrädern bestehen und 20 Gigawatt Leistung liefern - da kann weltweit kein anderer Windpark mithalten.

🇬🇧 Der größte offshore Windpark ist derzeit das britische Hornsea 1 in der Nordsee. Hier liefern 174 Windräder rund 1,2 Gigawatt Strom. Den Titel wird der Windpark aber bald an das Schwesterprojekt Hornsea 2 verlieren. Das soll noch 2022 fertiggestellt werden und rund 1,4 Gigawatt liefern.

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