Windenergie von A bis Z

A

Akzeptanz

Die große Mehrheit der Bevölkerung steht der Windenergie außerordentlich positiv gegenüber. Unabhängige Umfragen führender Meinungsforschungsinstitute belegen einen breiten Zuspruch für den Ausbau der Erneuerbaren Energien.

Ampere

Ampere besitzt die Einheitenzeichen A und wurde benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère. Ampere ist die SI-Basiseinheit der elektrischen Stromstärke.

Arbeitsplätze

Rund 371.000 Arbeitsplätze zählte die Branche der Erneuerbaren Energien im Jahr 2013. Die Windenergie leistete hierbei den größten Beitrag mit fast 138.000 Beschäftigten im Onshore- und Offshore-Bereich. Das Branchenziel der Erneuerbaren liegt sogar bei mindestens 500.000 Jobs bis zum Jahr 2020.

B

Bürgerbeteiligung

Ob Privatpersonen, Gewerbebetriebe oder Energieversorger, Genossenschaften oder Gesellschaftsformen wie die GmbH – die Betreiberstruktur deutscher Windparks ist vielfältig. Als besonders erfolgreich hat sich bisher das Modell der Bürgerbeteiligungen erwiesen.

C

CO2-Emissionen

CO2-Emissionen bezeichnen den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid, einem stark wirksamen Treibhausgas. CO2 entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Materialien, darunter zum Beispiel Holz, Kohle, Diesel oder Gas. Im Rahmen dieser Verbrennungsprozesse kommt es zu einem Ausstoß von hohen Mengen an CO2, das sich in der Erdatomsphäre in stetig wachsender Konzentration anreichert.

D

Dänische Konzept

Johannes Juul, ein dänischer Ingenieur, entwickelte in den 1950er Jahren das sogenannte „Dänische Konzept“. Der Ingenieur bewies großen Forschergeist, als er seinem letzten Lebensquartal die Windenergie revolutionierte.

Die erste der Windanlagen nach dem „Dänischen Konzept“ wurde 1956/57 in Gedser, einem der windhöffigsten Gebiete der dänischen Ostsee gebaut. Sie hatte eine Nennleistung von 200 KW und war für lange Zeit die größte der Welt.

Charakteristisch für das dänische Konzept sind drei Rotorblätter, die Luvläufer sind, Stallregelung und die direkte Netzeinspeisung. Letztere bedingt, dass der Rotor mit einer festen Drehzahl arbeiten muss, um die vom elektrischen Netz vorgegebene Frequenz zu erzielen (50 Hertz in Europa).

Direktvermarktung

Mit dem steigenden Anteil der Windenergie am deutschen Strom mix spielt die Integration des Windstroms eine zunehmend wichtige Rolle

E

Effizienz

Die Windenergietechnik hat in Deutschland in den vergangenen 20 Jahren bemerkenswerte Fortschritte gemacht. Kostensenkungen erreichte die Branche bislang durch die Entwicklung immer effizienterer Windenergieanlagen mit besseren Blattprofilen, größeren Rotordurchmessern und Nebenhöhlen sowie durch den Einstieg in die Serien- und Massenproduktion (Lernkurven).

Einspeisemanagement

Beim Einspeisemanagement werden Erneuerbare Erzeugungsanlagen vom Netzbetreiber geregelt. Dies bedeutet eine zeitweilige Reduzierung der Einspeiseleistung von Anlagen des Erneuerbare-Energien- Gesetzes (EEG) oder der Kraft-Wärme- Kopplung (KWK).

Elektromobilität

Durch Elektromobilität kann die Windenergie nicht nur den Stromsektor, sondern auch den Verkehrssektor mit Erneuerbarer Energie versorgen. So kann sie wesentlich dazu beitragen, dass die vorgenommenen Ziele von Bundesregierung und Europäischer Union für Klimaschutz und Versorgungssicherheit erreicht werden.

Energiebilanz

Eine Windenergieanlage (WEA) erzeugt während ihrer Laufzeit gut 40-70 mal so viel Energie, wie für ihre Herstellung, Nutzung und Entsorgung eingesetzt wird.

Energieertrag

Bis zum Ende des Jahres 2014 gab es deutschlandweit circa 24.900 Windenergieanlagen, die zusammen auf eine installierte Gesamtleistung von rund 38.000 MW kommen. Die Betriebszeit einer Windenergieanlage liegt zwischen 7.000 und 8.000 Stunden im Jahr.

EEG „Erneuerbare-Energie-Gesetz“

Zentrales Element des Klima- und Umweltschutzes und gesetzliche Grundlage der Vergütung für Strom aus regenerativen Energien ist das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG).

EEG-Umlage

Seit dem 1. Januar 2010 wird der gesamte nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütete Strom über die Leipziger Strombörse verkauft. Anbieter sind die vier Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz, Amprion, EnBW Transportnetze und Tennet. Auch Direktvermarkter bieten inzwischen Strom an der Börse an.

Externe Kosten

Jede Form der Energiegewinnung verursacht Folgekosten, die der Stromproduzent nicht als Kosten in seinen Strompreisen zu berücksichtigen braucht – und die stattdessen die Allgemeinheit trägt.

F

Fossile Brennstoffe

Fossile Brennstoffe sind tote Biomasse, die vor Jahrmillionen abgestorben ist und durch geologische Prozesse in Kohle, Erdöl und Erdgas sowie verschiedene Mischprodukte wie Öl-Sande oder Ölschiefer umgewandelt wurde. Der natürlich auf der Erde vorkommende Kernbrennstoff Uran kann ebenfalls zu den fossilen Energien gezählt werden, da er nicht nachgebildet wird. Das Gegenstück zu den fossilen Energien (inklusive Uran) sind die sogenannten erneuerbaren Energien. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Energiequelle sich in absehbarer Zeit selbst erneuert oder aber durch die Nutzung nicht versiegt.

G

Genehmigung von Windenergieanlagen

Windenergieanlagen wachsen nicht willkürlich aus dem Boden. Die Genehmigungsverfahren und deren Umfang sind abhängig von der Anzahl der zu errichtenden Windenergieanlagen. In der Regel dauert das Verfahren zur Planung und Genehmigung von Windparks mehrere Jahre.

Gewerbesteuer

Das Einkommen aus dem Betrieb von Windenergieanlagen unterliegt der Gewerbesteuer – somit erwirtschaften Windparks stabile Einnahmen für die Gemeinden. Zusätzlich bringt die Produktion von sauberem Windstrom auch Investitionen und Arbeitsplätze in die Regionen.

Grundlast

Als Grundlast bezeichnet man die niedrigste Tagesbelastung eines Stromnetzes. Grundlastfähig sind jene Technologien, die diese Leistung konstant liefern können. Die Grundlast unterscheidet sich von der Mittel- und Spitzenlast, und bezeichnet in der Stromversorgung die Leistung, die konstant rund um die Uhr nachgefragt wird. Im Gegensatz dazu beschreiben die Begriffe Mittel- und Spitzenlast den höheren Strombedarf am Tag. Die Grundlast wird von Kraftwerken gedeckt, die aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen möglichst kontinuierlich arbeiten. Mit zunehmendem Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung nimmt der Bedarf an klassischen Grundlastkraftwerken, die durchgehend Strom produzieren, stark ab.

H

Hindernisbefeuerung

Ab Ende 2022 müssen alle Windkraftanalgen in Deutschland mit einem System zur Bedarfsgerechten Hindernisbefeuerung ausgerüstet sein. Die Beleuchtung wird dann nur noch eingeschaltet, wenn ein Flugzeug auf den Windpark in einer geringen Höhe zu fliegt.

I

Infraschall

Infraschall (Schall mit sehr niedrigen Frequenzen) ist ein weit verbreitetes Phänomen. Beispiele für tieffrequente Geräusche finden sich in beinahe jeder Alltagssituation und können Beeinträchtigungen im Wohlbefinden auslösen. So fürchten auch Menschen, die in der Nähe eines Windparks leben, von unangenehmen Schallemissionen betroffen zu sein.

K

Kilowattstunde

Eine Kilowattstunde (kWh) ist eine gebräuchliche Einheit zur Messung von Energie. Energie ist die Fähigkeit, physikalische Arbeit zu verrichten. Um Wasser zu erwärmen, um den Glühfaden einer Lampe zum Glühen zu bringen oder um einen Motor zu drehen, braucht man Energie. Es gilt: Arbeit ist gleich Leistung mal Zeit kWh = kW * h Die Grundeinheit für Energie ist jedoch das Joule (J) 1 kWh = 3.600 kJ. Als Energiequellen stehen uns Wasser, Kohle, Erdöl, Gas, Atomkraft und alternative Energiequellen zur Verfügung.

Klimafolgen, Klimawandel und Klimaschutz

Die hohen Emissionen von Treib- hausgasen durch den Menschen stellen einen entscheidenden Faktor für die heutigen Veränderungen des Weltklimas dar. Wissenschaftler sind sich einig darüber, dass der hohe Energieverbrauch, bedingt durch den modernen Lebensstil des Menschen, den natürlichen Treibhauseffekt in einem Maße verstärkt, dass überall auf dem Globus Niederschlags- und Temperaturannomalien auftreten. Besonders betroffen sind Regionen, die aufgrund ihrer natürlichen Gegebenheiten in der Vergangenheit bereits des Öfteren unter Naturkatastrophen zu leiden hatten.

Klimawandel

Das Wort Klimawandel bezeichnet die Veränderung des Klimas auf der Erde. Dabei spielt es per Definition erstmal keine Rolle, ob die Veränderung durch den Menschen oder die Natur hervorgerufen wird. Ein Beispiel für einen Klimawandel ist die aktuell anhaltende globale Erwärmung: Die globale Erwärmung steht für den Anstieg der Durchschnittstemperatur auf der Erde seit der Industrialisierung vor 150 Jahren. Es erwärmen sich sowohl die Meere als auch die Atmosphäre.

L

Landschaftsbild

Ob Land- oder Forstwirtschaft, in- dustrielle Entwicklung oder Städtebau: Seit jeher haben menschliche Aktivitäten das Landschaftsbild geformt und immer neuen Veränderungen unterworfen. Nichts hat unsere Umwelt so geprägt wie die Industrialisierung mit ihrem Energiehunger und Mobilität- bedürfnis.

Leistung

Moderne Windenergieanlagen arbeiten mit mäßigen Rotordrehzahlen und sind dabei äußerst effektiv. Die größten Anlagen haben eine Spitzenleistung von mehr als 7,5 MW.

M

Monopile

Ein Monopile ist eine Funtdamentform für Offshore-Windkraftanlagen, die nur aus einem einzigen Pfahl besteht, auf der die Windkraftanlage errichtet wird. Der zylindrische Pfahl aus Stahl wird in den Meeresboden gerammt, sodass das obere Endstück über den Meeresspiegel hinausragt. Auf dieses wird anschließend ein sogenanntes Transition Piece gesetzt. Andere Formen der Gründungselemente für Offshore-Turbinen sind beispielsweise Jackets, Tripods oder Tripiles.

N

Nennleistung

Die Nennleistung neu installierter Windkraftanlagen liegt an Land meist im Bereich von 2 bis ca. 5 MW, während die größten bisher entwickelten Offshore-Anlagen bis zu 15 MW erreichen. Eine Gruppe von Windkraftanlagen wird Windpark genannt.

Netzausbau

Das historisch gewachsene Energieversorgungssystem befindet sich an einem Wendepunkt. Denn zukünftig werden die Erneuerbaren Energien die tragende Säule der Elektrizitätsversorgung bilden. Für diese Systemtransformation ist das Stromnetz von zentraler Bedeutung: Es dient der Übertragung der elektrischen Energie von den Erzeugungsanlagen zu den Verbrauchern. Netzstabilität

O

Offshore – Anlagen

Starke und stetig wehende Winde auf hoher See machen die Offshore- Windenergie interessant. Die Energieausbeute liegt aufgrund höherer Volllaststunden schätzungsweise um 40 Prozent hoher als an Land.

Onshore – Anlagen

Windenergie an Land, auch Onshore-Windenergie genannt, ist die treibende Kraft der Energiewende. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sie sich aus der Nische heraus zur heute führenden Erneuerbare-Energien-Technologie entwickelt.

P

Potential der Windenergie

Das physikalische Potenzial der Erneuerbaren Energien ist unerschöpflich. Allein die Sonneneinstrahlung auf die Erde würde ausreichen, den jährlichen Energiebedarf der Menschheit über 2.800 mal zu decken. Technisch nutzbar gemacht, würden die aus Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Erdwärme resultierenden Energiemengen den aktuellen Verbrauch um ein Vielfaches übertreffen.

R

Recycling der Altanlagen

Moderne Windräder lassen sich fast vollständig verwerten. Die derzeitige Recyclingquote liegt bei 80 bis 90 Prozent der Gesamtanlage. Die besten Entwicklungsmöglichkeiten bietet die Wiederverwertung der Rotorblatter aus Verbundwerkstoffen.

Regionale Wirtschaftsförderung

Gute regenerative Projekte lassen alle Seiten profitieren: die Betreiber der Anlagen, die Gemeinden, die Planer und die beteiligten Bürger. Durch die Vielzahl der Akteure und den dezentralen Charakter der Stromerzeugung fließt die von der Windenergie erbrachte Wertschöpfung direkt in die Regionen.

Repowering Windanlagen

Repowering bezeichnet den Ersatz älterer Windenergieanlagen durch neue, leistungsstärkere und effizientere Anlagen.

Rohstoffe

Neben Erdöl und Erdgas, Kohle, Mineralien und Metallen waren und sind sogenannte Hightech-Rohstoffe und Seltene Erden die Grundlage unseres modernen Lebensstils. Allerdings sind sie sämtlich nur begrenzt vorhanden. Bei der Energiewende spielt deshalb nicht nur die Energie- und Wärmeeffizienz, sondern auch die Rohstoffeffizienz eine entscheidende Rolle. Ein Ziel der Rohstoffeffizienz ist die Unabhängigkeit von Rohstoffimporten, ein anderes die Ressourcenschonung.

Rückbau

Die gewöhnliche Betriebsdauer von Windenergieanlagen ist ausgelegt auf 20 Jahre, kann jedoch bei Vorlage eines Standsicherheitsnachweises auch verlängert werden.

S

Schallentwicklung

Bei einer Windenergieanlage gibt es zwei Schallquellen: zum einen die mechanischen Bauteile wie Getriebe und Generator, zum anderen entsteht durch die Bewegung des Rotors aerodynamischer Schall.

Schattenwurf

Abhängig von Wetterbedingungen, Windrichtung, Sonnenstand und Betrieb kann eine Windenergieanlage mit ihren rotierenden Flügeln einen bewegten Schlagschatten werfen. Der Schattenwurf auf Gebäude wird durch gesetzliche Regelungen zeitlich streng reglementiert.

Sicherheit

Windenergieanlagen sind heute im Durchschnitt zu 98,5 Prozent technisch verfügbar, sie stehen also wegen technischer Mängel nur etwa sieben Tage im Jahr still. Die Stillstands Zeiten bei Großkraftwerken betragen hingegen mehrere Wochen pro Jahr.

Speichertechnologie

Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Strom mix wächst. 2014 betrug er bereits über ein Viertel – und die Ziele der Bundesregierung verdeutlichen, dass dieser Anteil weiter steigen wird. Ein wichtiger Bestandteil für eine sichere Zukünftige Energieversorgung durch Erneuerbare Energien ist die Speichertechnologie.

Strompreis

In den letzten Jahren ist der steigende Strompreis intensiv diskutiert worden. Gleichzeitig sollen Erneuerbare Energien besser in den Strommarkt integriert werden. Solar- und Windenergie bieten von allen Erzeugungsformen die niedrigsten Kosten. Sie erzeugen Strom günstiger als Kohle-, Öl-, Gas- und vor allem Kernkraftwerke.

T

Technik der Windenergie

Ende 2019 drehten sich die Rotoren von rund 30.000 Anlagen im Wind und speisten über 85 Milliarden Kilowattstunden sauberen Strom in das Netz ein. Die größten von ihnen reichen mehr als 200 Meter in den Himmel und verfügen über Nennleistungen von 5 bis 7,5 Megawatt.

U

Umweltverbände

Die großen Naturschutz- und Umweltverbände haben stets den ökologischen Sinn und Nutzen der Windenergie betont. Gemeinsam bilden sie eine Stimme für den Ausbau der Erneuerbaren und nehmen zusammen mit den Verbänden und Industrien der Branche Einfluss auf Entscheidungsträger.

V

Vergütung

Die Vergütung der Windenergie wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Das im Jahr 2000 geschaffene Gesetz ist in seiner jetzigen Form seit dem 1. August 2014 in Kraft. Zuvor wurde der Gesetzentwurf am 8. April im Kabinett beschlossen und am 27. Juni vom Bundestag verabschiedet.

Vergütungsmodelle

Die meisten Industrienationen haben sich im Rahmen internationaler Vereinbarungen zur Reduktion ihres Schadstoffausstoßes verpflichtet und teilweise sehr engagierte Ausbauziele für die Nutzung der Erneuerbaren Energien festgesetzt.

Vogel- und Fledermaus-Schutz

20 Jahre Forschung zeigen eindeutig: Vögel kollidieren nicht in großer Zahl mit Windenergieanlagen. Auch eine langfristige Beeinträchtigung des Verhaltens der Vögel ist nicht zu beobachten. Die größte Gefahr für die Artenvielfalt geht vom Klimawandel aus. Zudem stellen andere menschliche Eingriffe in den Lebensraum der Vögel – wie Gebäude oder der Straßenverkehr – eine weitaus größere Gefahr dar.

W

Watt

Watt ist die Einheit, in der Leistung gemessen wird. Benannt wurde sie nach dem Glasgower Mechaniker James Watt (1736-1819), der die Dampfmaschine mit ausgelagertem Kondensator erfunden hat. Heute wird in Watt bzw. in Kilowatt die größtmögliche Leistung von Elektrogeräten angegeben. 1.000 Watt entsprechen dabei 1 Kilowatt. Unser Stromverbrauch wird in kWh gemessen.

Windenergieanlagen WEA

Bis 2025 strebt die Bundesregierung einen Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung von mindestens 40 Prozent an. Die Windenergie stellt hierbei einen Grundpfeiler der regenerativen Energieversorgung dar. Bei der Frage nach möglichen Standorten für die Erzeugungskapazitäten rückt zunehmend auch der Wald in den Fokus, der rund ein Drittel der Fläche Deutschlands bedeckt.

Windklassen IEC

Eine Windklasse wird in der IEC 61400-1 definiert. Mit den IEC-Windklassen kann je nach den Windverhältnissen die geeignete Windkraftanlage ausgewählt werden. Jede Windkraftanlage wird nach einer Windklasse zertifiziert und muss somit bei den Auslegungswerten standhalten.

Windkraftanlagen WKA

Eine Windkraftanlage oder Windenergieanlage wandelt die Bewegungsenergie des Windes in elektrische Energie um und speist sie in ein Stromnetz ein.

Windrichtung

Windrichtung ist die Himmelsrichtung, aus der der Wind kommt. Sie wird in der Meteorologie oder Nautik entweder als eine von acht oder sechzehn Himmelsrichtungen oder als Winkelmaß gegen Nord angegeben.

Windvorrangfläche

Durch den Sachlichen Teilplan Erneuerbare Energien (TPEE) 2019 des Regionalplans Südhessen wird die Windenergienutzung innerhalb von festgelegten Vorranggebieten im Regierungsbezirk Darmstadt gebündelt. Außerhalb dieser Vorranggebiete werden keine neuen Anlagen mehr genehmigt und errichtet.

Z

Ziele

Das am 1. Januar 2000 in Kraft getretene Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat in den ersten zehn Jahren seines Bestehens zu einer Verdreifachung des Anteils Erneuerbarer Energien an der Stromproduktion in Deutschland geführt.