Windenergie

Bei der Windenergie geht es um kinetische Energie, die durch die Bewegung von Luftmassen in der Atmosphäre entsteht. Windenergie wird indirekt auch als Form der Sonnenenergie angesehen. Diese Methode der Windgewinnung ist den Menschen sogar schon seit dem Altertum bekannt.

Die Sonnenenergie strahlt nicht gleichmäßig auf die Erde, weshalb es auch nicht zu einer gleichmäßigen Erwärmung der Atmosphäre kommen kann. Zudem werden dadurch auch Wasser- und Landmassen unterschiedlich stark erwärmt. Bei der Verwirbelung von Luftmassen kommt der Rotation der Erde eine entscheidende Rolle zu. Weil die Rotationsachse der Erde schief steht, kommt es auch zu unterschiedlichen Luftströmungen, die abhängig von der Jahreszeit sind. So kommt es auch zur Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten. Es kommt auch zur Bildung von Wirbeln sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel.

Auf der Nordhalbkugel ist es so, dass die Luftmassen gegen den Uhrzeigersinn ins Tiefdruckgebiet strömen. Mit dem Uhrzeigersinn kommt es zur Strömung aus dem Hochdruckgebiet heraus. Diese Strömungen verhalten sich auf der Südhalbkugel genau anders herum. Es gibt jedoch auch Einflüsse lokaler Natur, die zur Entstehung von Winden beitragen. Es gibt Unterschiede bei der Erwärmung von Land und Wasser. Land erwärmt sich am Tage zügiger als Wasser. Das führt dazu, dass aufgrund der Druckunterschiede ein Wind vom Wasser aufs Land weht. In der Nacht ist es so, dass sich das Land schneller abkühlt als Wasser und so kommt es, dass der Wind vom Land auf das Wasser weht. Vor allem an den Küsten sind starke und regelmäßig auftretende Winde gang und gäbe. Windströmungen entstehen auch aufgrund der Lage von Gebirgszügen und durch Städte.

Schon seit einigen Jahrhunderten nutzen die Menschen die Windenergie, um sich mit Hilfe von Schiffen oder Ballons fortzubewegen. Außerdem konnten mit Hilfe des Windes mechanische Arbeiten durchgeführt werden in Kombination mit einer Windmühle oder einer Wasserpumpe. Nachdem die Elektrizität entdeckt und der Generator erfunden wurde, kam auch die Idee auf die Windenergie zur Stromerzeugung zu nutzen. Dazu wurden anfangs Windmühlen lediglich etwas umgebaut, so dass der Umwandlung von kinetischer in mechanische Energie wurde dann mit Hilfe eines Generators elektrische Energie erzeugt.

Nutzung der Windenergie durch Offshore Windenergieanlagen

Mit der Zeit kam dann die Strömungsmechanik auf und so wurden Aufbauten und neuartige Flügelformen realisiert. Heute heißen diese Anlagen Windenergieanlagen oder kurz WEA. Die Ölkrisen 1970 waren der Auslöser, dass seit diesen Ereignissen gezielt nach Alternativen bei der Energieerzeugung gesucht wird. So kam es auch zur schnelleren Weiterentwicklung was die Windenergieanlagen angeht. Windmühle wird auch für Anlagen, die Strom erzeugen kaum mehr gebraucht, weil diese ja kein Mahlwerk integriert haben.

Anwendungen, bei denen die Windenergie genutzt ist auch der Antrieb bei Segelschiffen und mittlerweile gibt es sogar ein Containerschiff, das mit einem Lenkdrachen ausgestattet ist. Das gleiche Prinzip kommt vor beim Windsurfen, Strandsegen oder auch beim Kitesailing. Ballons bewegen sich auch durch Windenergie vorwärts. Bei Segelflugzeugen ist es so, dass sie die Thermik nutzen, jedoch die Windströmungen nur indirekt damit in Zusammenhang stehen.

Windanlagen können in sämtlichen Klimazonen, sei es auf See oder an Land, eingesetzt werden, um elektrischen Strom zu gewinnen. Das heißt sie können auch an Küsten, Binnenland oder im Gebirge platziert werden. Nachdem der Wind sehr unregelmäßig weht, kann mittels Windenergie keine stetige Energieversorgung gewährleistet werden. Dies ist nur möglich in Kombination mit anderen Energiequellen und eben mit Speichern.

Es gibt in Deutschland genaue Definitionen über einen Gesamtanteil der Windenergie am gesamten Energiebedarf. Diese Prognose liegt hierzulande bei 20 bis 25 Prozent. Schwankungen bei der Versorgung lassen sich ausgleichen mit Pumpspeicherkraftwerken und auch Druckluftspeicherkraftwerken. Es gilt zu beachten, dass der Wind auch wegen der Sonneneinstrahlung am Tage stärker weht als in der Nacht. Er passt sich somit indirekt dem höheren Bedarf an Energie, der tagsüber herrscht, an. So kommt es auch, dass im Winter meist mehr Energie mit dem Wind erzeugt wird als im Sommer.

Umweltschützer befürworten die Windenergie sehr, da sie mit der Gewinnung der Energie durch Wasserkraft und wenn alle mit der Energieerzeugung in Verbindung stehenden Kosten berücksichtigt werden, zu den günstigsten Energiequellen zu zählen ist. Die energetische Amorisationszeit ist bei neuartigen Anlagen nicht sehr lang und beträgt nur wenige Monate. Am besten sind Winde mit einer Geschwindigkeit von ca. 6,9 Metern in der Sekunde und in eine Höhe von 80 Metern über dem Erdboden. So kann am effektivsten Energie erzeugt werden. Diese Winde kommen von an der Nordsee, ganz im Süden Südamerikas, in Tasmanien und auch an den Großen Seen, die sich im Norden der USA befinden.

Ebenso wird aus dem Lager der Umweltschützer argumentiert, dass diese Energieform große Zukunftsaussichten hat, auch weil Wind immer zur Verfügung stehen wird. Die Nutzung von Windenergie belastet außerdem weder die Luft noch das Klima. Außerdem steht der Wind auch an nahezu jedem Ort auf der Welt zur Verfügung. Es soll durch gezielte Förderungen bei der Windenergie auch zur Schaffung von mehr Gerechtigkeit kommen. Aufgrund der Tatsache, dass der Wind überall genutzt werden kann, können sich auch Staaten, die keine Rohstoffvorkommen aufweisen können, unabhängig machen was die Versorgung mit Energie angeht.

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