Alles über Windkraftanlagen: Die unbegrenzte Energiequelle im Check.

Ohne Windkraft wäre die Energiewende nur schwer realisierbar. Immerhin ist sie grundsätzlich kostenlos, umweltschonend und unbegrenzt verfügbar. Kein Wunder also, dass Windenergie mit einem Anteil von 42 Prozent die Spitzenposition unter den erneuerbaren Energien in Deutschland einnimmt. Aber wie genau wird Wind überhaupt in Energie umgewandelt? Was kosten Windkraftanlagen und was können sie leisten? Antwort auf alle diese Fragen findest du im Folgenden.

Der Aufbau von Windkraftanlagen: Wie funktionieren sie?

Sich die Kraft des Windes zunutze zu machen, ist natürlich keine neue Idee. Früher kamen Windräder zum Einsatz, um zum Beispiel Mehl zu mahlen. Heute werden sie vor allem dazu eingesetzt, um Strom zu erzeugen. Bestimmt kennst du den Aufbau moderner Windkraftanlagen von außen: Sichtbar sind der Turm, die Gondel und die an der Rotornabe angebrachten Rotorblätter, meist drei. Den eigentlichen Umwandlungsprozess von Wind in Strom übernimmt die Technologie im Inneren der Anlage. Wie genau funktioniert das?

Die Bewegungsenergie der Windströmung trifft bei der Windmühle auf die Rotorblätter und versetzt diese in eine Drehbewegung. Grundsätzlich lässt sich zwischen Windkraftanlagen mit und ohne Getriebe unterscheiden. Bei Windkraftanlagen mit Getriebe wird die Drehbewegung der Rotorblätter über ein Getriebe vervielfacht und an einen Generator im Inneren der Gondel weitergegeben. Bei getriebelosen Windkraftanlagen wird die mechanische Energie dagegen direkt an den sogenannten Synchrongenerator weitergegeben. Der Vorteil von Windkraftanlagen ohne Getriebe: Sie verfügen über weniger Maschinenkomponenten und sind dadurch weniger wartungsintensiv.

Im Grunde genommen kannst du dir die in Windkraftanlagen zum Einsatz kommende Generatoren wie überdimensionale Fahrraddynamos vorstellen. Sie wandeln die Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Um die Rotorblätter in Bewegung zu setzen, sind gar nicht unbedingt hohe Windgeschwindigkeiten nötig: Moderne Windkraftanlagen erzeugen schon bei Windgeschwindigkeiten von 3 m/s Energie. Zum Vergleich: Das entspricht etwa dem Luftwiderstand, dem „Fahrtwind“ eines geübten Joggers bei seiner morgendlichen Laufeinheit.  

Für den Fall, dass der Wind zu stark ist, verstellen sich die Rotorblätter, sodass sie dem Wind weniger Angriffsfläche bieten. Dadurch regeln sie die Energieproduktion. Über die Windrichtungsnachführung können die Anlagen außerdem in ihrer Richtung gedreht werden – je nach Windrichtung und Windstärke. Eine elektromagnetische Bremse kann die Anlage komplett stilllegen, etwa bei zu starkem Wind oder notwendigen Wartungsarbeiten.

Die Leistung von Windkraftanlagen: Was liefern sie?

Die Windkraftanlagen-Leistung, also der Stromertrag, der ins Netz eingespeist wird, hängt nicht nur von der Größe der Windkraftanlage und der eingesetzten Technik ab. Eine wichtige Rolle spielt außerdem der Standort, an dem sie aufgestellt ist. So sind zum Beispiel Küstengebiete oder Hügelland besonders windreich. Andere Regionen in Deutschland gelten dagegen als windschwach. Das bedeutet aber nicht, dass diese Standorte für die Energiegewinnung durch Windkraft ausscheiden. Es gibt nämlich auch speziell für windschwache Orte konzipierte Windkraftanlagen. Trotzdem lässt sich grundsätzlich festhalten, dass Offshore-Anlagen im Meer höhere Leistungswerte haben als sogenannte Onshore-Anlagen auf dem Land. Als Faustregel gilt: Je besser die Windgegebenheiten, umso mehr Strom produziert eine Windenergieanlage – deshalb stehen so viele Anlagen in Küstengebieten oder Hügelland.

Offshore Windopark Baltic I der EnBW
Mit dem Windpark Baltic I hat die EnBW eine Pionierrolle in der Erschließung von Offshore-Windparks eingenommen (Bild: © EnBW).

Neben der Kraft des Windes spielt übrigens auch die Gleichmäßigkeit eine entscheidende Rolle. Standorte mit hohen Windturbulenzen eignen sich so zum Beispiel weniger gut für die Gewinnung von Strom aus Windkraft. Um Schäden an der Technik vorzubeugen müssen Windkraftanlagen hier nämlich mit geringerer Leistung laufen.

Wie viele Windkraftanlagen gibt es in Deutschland?

In Deutschland stehen derzeit rund 30.000 Windkraftanlagen, davon circa 1.500 Offshore-Windenergieanlagen. Der Ausbau der Windkraft begann in den 1990er Jahren und nahm insbesondere seit 2014 an Fahrt auf. Mittlerweile macht die Windenergie 21,1 Prozent des gesamten Bruttostroms in Deutschland aus – Tendenz steigend. Im Jahr 2023 soll schon etwa jede dritte Kilowattstunde Strom aus Windenergieanlagen kommen.

Die EnBW setzt bei erneuerbaren Energien auf Windkraft.

Als Yello Strom GmbH sind wir ein 100-prozentiges Tochterunternehmen der EnBW – und darauf sind wir stolz. Denn mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien leistet die EnBW einen großen Anteil zur Energiewende. Neben der Photovoltaik spielt dabei die Windkraft eine entscheidende Rolle. Grund genug, uns für diesen Beitrag einmal genauer anzuschauen, wie das Thema Windkraft beim Mutterkonzern angegangen wird.

Beim Ausbau ihres Windenergiesektors setzt die EnBW sowohl auf Offshore- als auch auf Onshore-Anlagen. Mit dem Windpark EnBW Baltic 1, der im April 2011 ans Netz gegangen ist, gehörte die EnBW zu den Pionieren der Offshore-Energiegewinnung. Mit dem im Anschluss eingerichteten Windpark EnBW Baltic 2 (seit September 2015 am Netz) hat das Unternehmen alleine in der Ostsee eine Leistung von 330 Megawatt installiert. In der Nordsee sind die Gemeinschaftsprojekte EnBW Hohe See (seit Oktober 2019 am Netz) und EnBW Albatros (seit Januar 2020 am Netz) im Einsatz. Darüber hinaus ist mit dem Windpark He Dreiht bereits ein weiteres Projekt genehmigt, mit dem die Leistung in der Nordsee in absehbarer Zeit rund 900 Megawatt betragen wird. Dazu kommen rund 800 Megawatt Leistung, die über Windkraftanlagen an Land gewonnen werden. Mit insgesamt 2.030 Megawatt macht die Windkraft einen entsprechend hohen Anteil unter den erneuerbaren Energien bei der EnBW aus.

Ein beachtlicher Wert, wenn man bedenkt, dass dem Aufbau von Windkraftanlagen und Windparks in aller Regel ein langer Planungs- und Genehmigungsprozess vorausgeht. Immerhin sollen die Anlagen ja so aufgestellt werden, dass weder Mensch noch Tier zum Beispiel durch die Schallemission oder den Schattenwurf der Rotorblätter gestört werden sollen.

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Was sind die Kosten von kleinen Windkraftanlagen?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Strom selbst zu erzeugen. Eine davon ist die Anschaffung einer Kleinwindkraftanlage. Das sind Windanlagen unter 100 kW Leistung für den Eigengebrauch, zum Beispiel auf dem Hausdach oder im Garten. Wenn du mit dem Gedanken spielst, eine Windkraftanlage zu kaufen, wird dir Umweltschutz wichtig sein. Sicherlich interessiert dich aber auch, ob du mit einer Kleinwindkraftanlage Kosten sparen kannst.

Je nachdem, ob einfach konstruierter oder High-Tech-Kleinwindgenerator, horizontale oder vertikale Windkraftanlage, mit kleiner oder großer Spannweite: Die Preise variieren stark. Kleine Windräder mit einer Leistung von 200 Watt sind ab 850 Euro erhältlich, solche mit einer Leistung von bis zu 6 kW kosten circa 24.000 Euro. Dazu kommen abhängig vom Modell noch Kosten für die Baugenehmigung, die Inbetriebnahme, die Wartung, den Mast oder das Fundament.

Legt man die Investitionskosten auf die gesamte Strommenge um, ist privat gewonnener Windstrom aktuell teurer als der Strom von Energieversorgern. Eine günstigere Form der Stromerzeugung ist etwa der Einsatz von Photovoltaik. Um die hohen Investitionskosten zu sparen, bieten wir dir bei Yello die Möglichkeit an, eine Photovoltaikanlage zu pachten statt sie zu kaufen. Dabei begleiten wir dich auf dem gesamten Weg von der Planung über die Inbetriebnahme bis hin zu möglichen Instandsetzungsmaßnahmen.

Kleinwindkrafträder auf einem Hausdach
Kleinwindkraftanlagen eignen sich ebenfalls für die private Stromerzeugung. Aufgrund der vergleichsweise hohen Investitionskosten bietet sich allerdings Photovoltaik als kostengünstigere Alternative an.

Gibt es Fördermittel für kleine Windkraftanlagen?

Momentan wird von staatlicher Seitenocheine Einspeisevergütung von rund 4 ct/kWh für die Einspeisung von Strom aus Kleinwindanlagen gezahlt. Eine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz war damit kaum rentabel. Auch die Einspeisevergütung innerhalb der Photovoltaik-Förderung sank kontinuierlich. Neue Regelungen kommen mit der EEG-Novelle 2021 – Anreize für den marktgetriebenen Ausbau soll die finanzielle Förderung ersetzen.

Günstige Konditionen bietet die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW): Im Rahmen ihres Programms Erneuerbare Energien – Standard vergibt sie Kredite für Kleinwindanlagen zu niedrigen Zinssätzen. In der Förderung enthalten sind Kaufpreis, Montage und Erweiterungen. Privatpersonen, Landwirte, Unternehmen und öffentliche Organisationen können den Kredit beantragen.

Fazit: Darum ist Windkraft eine gute Idee.

Aus vielerlei Gründen ist Windkraft für die Umwelt immer eine gute Idee: Der Energierohstoff ist unbegrenzt verfügbar, verschwendet keine Ressourcen und fügt der Umwelt keinen Schaden zu. Windkraftanlagen produzieren keine Abgase, Abfälle oder Abwässer.

Windkraft steht außerdem für eine effiziente und kostengünstige Stromproduktion: Nur eine einzige moderne Anlage kann eine Kleinstadt versorgen. Die Nutzung von Windenergie gilt als Investition in die Zukunft, die langfristig mehr volkswirtschaftlichen Nutzen bringt als sie kostet.

Dies gilt trotz der Investitionskosten auch für kleine Windkraftanlagen: Experten sehen die Kleinwindkraft kurz vor einem Boom, da immer mehr Menschen auf Elektroautos umsatteln – ein eigenes Kleinwindrad fürs Laden des Stromers könnte für viele zur lukrativen wie umweltfreundlichen Option werden.

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