Thema 9: Wie grün ist die Energiewende? - Lösungen

(A) Zeichnung eines Windrades unter Angabe der verwendeten Rohstoffe:

eigene Darstellung

(B) Steckbrief Windenergie:

Wirkungsgrad:

• theoretisch maximal mögliche Wirkungsgrad 59,3 % (Betzsches Gesetz)

• moderne Windenergieanlagen: 45 % - 50 %

Wirkungsweise:

• Der Rotor der Anlage wandelt die Bewegungsenergie des Windes zunächst in mechanische Rotationsenergie um, welche ein Generator in elektrische Energie umwandelt.

Aufbau:

• Fundament (Betonkasten, Stahlpfeiler oder Bucketfundament, schwimmendes Fundament)

• Turm und Mast (abgespannte Masten, Gittertürme, Stahlrohrtürme, Betontürme, Hybrid-Türme)

• Maschinenhaus (Triebstrang, Stirnradgetriebe, Planetengetriebe, Kupplung, Bremse, Generator, Kühlung)

• Rotor (Rotornabe, Rotorblatt, Blattwinkelverstellung)

Anteil der Energie in Deutschland:

• Seit Anfang der 1990er-Jahre mehrere Zehntausend Windenergieanlagen in Deutschland installiert

• 2019 22,8 % (rund 122 TWh)

• 2020 25,6 % (rund 128,5 TWh)

Vorteile:

• Windräder haben sich nach drei bis sieben Monaten energetisch amortisiert (Anlage hat nach der Zeit so viel Energie produziert, wie für Herstellung, Betrieb und Entsorgung benötigt werden)

• Rohstoffe unbegrenzt verfügbar

• Repowering möglich (Ersetzen leistungsschwächerer Windräder, durch Leistungsstarke ohne zusätzliche Flächen in Anspruch zu nehmen)

• Offshore-Windenergie nutzbar ohne Einschränkungen der Wohnflächen (im Meer)

• kurz- und mittelfristig das kostengünstigste Ausbaupotenzial im Bereich der erneuerbaren Energien

Nachteile:

• Licht- & Lärmemission

• geringe Gefahr von Eiswurf durch Windenergieanlagen –> Mittlerweile Rotorenheizung vorgesehen

• Beeinträchtigung von Natur und Landschaft vermeiden

Zukünftige Entwicklung dieser Energiegewinnungsform:

• Ziel 65% erneuerbarer Energien am Stromverbrauch im Jahr 2030

Reichweite der Rohstoffe:

• unbegrenzt verfügbar