Windparks

Windradschema

Windkraftanlagen

Windkraftanlagen gehören zu den Anlagen, die regenerative Energie nutzen. Moderne Windenergieanlagen der Megawatt-Klasse bestehen in der Regel aus den Hauptkomponenten Fundament, Turm, Gondel und Rotor.

  • Das Fundament bildet die Basis einer Windkraftanlage und ist daher sehr massiv ausgeführt. Auf diesem lasten Gewichtskräfte von mehreren hundert Tonnen und es hat die Aufgabe über die gesamte Laufzeit von 20 - 25 Jahren allen Komponenten sicheren Stand zu verleihen.
  • Der Turm trägt die Gondel und den Rotor. Hier gibt es verschiedene Ausführungsarten, vom konischen Stahlrohrtrum über reine Betontürme sowie Kombinationen daraus. Gittermasten werden bei großen Anlagen nur vereinzelt eingesetzt.
  • Die Gondel, auch als Maschinenhaus bezeichnet, beinhaltet alle für den Betrieb der Anlagen erforderlichen Komponenten. Sie muss die Drehmomente des Rotors aufnehmen.

Funktionsweise einer Windkraftanlage

Weht der Wind in einer bestimmten Stärke, so registriert dies eine Messeinheit, die sich in der Regel auf der Gondel befindet und startet die Windrichtungsnachführung. Diese Nachführeinheit dreht die komplette Gondel der Windkraftanlage soweit in den Wind, dass dieser möglichst ideal die Rotorblätter umströmt.

Auftriebsprinzip

Ähnlich wie bei einem Flugzeug nutzt man durch das Auftriebsprinzip die Energie des Windes: Der Wind gleitet über die aerodynamisch geformten Rotorblätter und erzeugt so die Drehbewegung des Rotors. Die einzelnen Rotorblätter sind fest auf der Nabe montiert und übertragen das Drehmoment über eine Antriebswelle ins Innere der Gondel. Die Antriebwelle ist mit einem mehrstufigen Getriebe verbunden, das die eingeleitete Drehzahl des Rotors an die Generatordrehzahl anpasst. Sobald der Generator schnell genug läuft, um Strom erzeugen zu können, wird er auf das Netz geschaltet. Der so erzeugte Strom kann nun in das Versorgungsnetz eingespeist werden.

Pitch-Regelung

Um die Anlagenkomponenten bei zu hohen Windgeschwindigkeiten vor Überlastung zu schützen, haben alle größeren Windkraftanlagen eine sogenannte Pitch-Regelung. Hierbei können alle drei Rotorblätter um die eigene Längsachse aus dem Wind gedreht werden. Durch diese Regelung verringert sich dann die Rotordrehzahl und die Windkraftanlage kann so beispielweise bei einem starken Sturm langsam abgebremst werden. Sinkt die Drehzahl des Rotors unter einen festgelegten Wert, wird die Scheibenbremse aktiviert und der Rotor gestoppt. Sobald der Wind nachlässt, registriert dies die Messeinheit und die Computersteuerung startet die Windenergieanlage erneut.