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1.1 Wie aus Wind elektrischer Strom entsteht
Wind ist eine Wettererscheinung, die jeder Mensch kennt. Wie aus Wind elektrischer Strom
erzeugt wird, ist jedoch längst nicht allen Menschen bekannt. Um das Grundprinzip der
Stromerzeugung mittels Windkraft zu verstehen, sollte man zunächst betrachten, dass Wind
bereits eine Energieform darstellt. Wind liegt vor, wenn die Luft in Bewegung ist, also
wenn sich die Luftmoleküle mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte
Richtung bewegen.
Da die
Luftmoleküle eine Masse haben ist also eine Masse mit einer bestimmten Geschwindigkeit in
Bewegung und es liegt folglich eine Form der Energie, nämlich die kinetische Energie
(Bewegungsenergie), vor.
Diese kinetische Energie des Windes kann man in andere Energieformen umwandeln. So wird im
Falle der Stromerzeugung über Windenergie, die kinetische Energie des Windes zunächst in
Rotationsenergie umgewandelt, um diese Rotationsenergie dann mittels eines Generators in
elektrischen Strom zu überführen. |
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Umgesetzt wird dieses Prinzip mittels Windkraftanlagen, die von oben
nach unten betrachtet, wie folgt aufgebaut sind:
a) Rotor
und Gondel
Auf dem Turm moderner Windkraftanlagen ist eine drehbare Gondel montiert, an dessen Spitze
sich die Rotorblätter befinden, welche die kinetische Energie des Windes aufnehmen und
eine Welle in eine Drehbewegung versetzen (Rotationsenergie). Am Ende der Welle befindet
sich der Generator, der die Rotationsenergie dann in elektrischen Strom überführt.
Neben der Welle und dem Generator befinden sich innerhalb der Gondel noch eine Bremse und
bei einigen Anlagen ein Getriebe. Die Bremse wird benötigt, um die Windkraftanlage
stoppen zu können, wenn zum Beispiel zu hohe Windgeschwindigkeiten vorliegen und die
Anlage mechanisch überlastet werden könnte.
© Foto rechts: H. Müller | Turm, Rotor und Gondel einer
Windkraftanlage in einem Windpark. |
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b) Der Turm
Der Turm einer Windkraftanlage dient zum Einen als Auflager für die Gondel und zum
Anderen als Zuwegung für Mensch und Material. So wird durch den Turm erstens die
komplette Verkabelung geführt, um den von Generator erzeugten Strom auch in das
öffentliche Stromnetz einspeisen zu können, und zweitens verfügt der Turm über eine
Zuwegung, damit Menschen die Gondel erreichen können, um zum Beispiel Wartungsarbeiten
durchführen zu können.
c) Das Fundament einer Windkraftanlage
Damit eine Windkraftanlage den mechanischen Belastungen standhalten kann, muß sie
natürlich auch noch über ein Fundament verfügen. Dieses Fundament ist keineswegs ein
unwichtiger Bestandteil einer Windkraftanlage, da aufgrund der hohen Masse, die auf einer
verhältnismäßig kleinen Fläche wirkt, u.a. sehr starke Druckkräfte auftreten, die das
Fundament auffangen muß.
Dementsprechend müssen die Fundamente von Windkraftanlagen auch sehr großzügig
ausgelegt werden.
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