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Windkraft

 

Dieser Abschnitt behandelt nach der  Geschichte die großen Bereiche der  Windenergie.

  • Geschichte
  • Konventionelle Systeme
  • Besondere Systeme
  • Entwicklungen – Offshoreparks und neue Rotorformen

Quelle: Achmed A. W. Khammas (Buch der Synergie)

Die Windkraft ist nicht unumstritten und hat ihre Grenzen – auch duch die Akzeptanz der Anrainer. Daher wird es immer wichtiger, Standorte, wo Windkraft möglich ist, vernetzen zu können und dort Kraftwerke völlig unterschiedlicher Größe, jedoch mit hoher Effizienz, zu errichten.

Windenergieanlagen werden teurer als andere Kraftwerke, da sie stabil genug gebaut werden müssen um auch den stärksten Windgeschwindigkeiten widerstehen zu können. Die wegen des unterschiedlichen Windaufkommens und der ebenfalls stark unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten notwendigen komplizierten Kontroll- und Regelsysteme sind ebenfalls teuer (Beispiele: Drehzahlstabilisierung durch laufend zu variierende Rotorstellung, steuerbare Synchrongeneratoren u.a.).

Die Kosten einer einfachen 3 MW-Serien-Windenergieanlage bei einer veranschlagten Lebensdauer von 30 Jahren betragen etwa 3 Mio. DM. Für Wartung und Unterhalt sind pro Jahr etwa 1,8 % der Investitionssumme aufzuwenden (Stand 1976). Im Jahr 1994 wird der Preis einer 500-kW-Anlage mit rund 1 Mio. DM angegeben. Der Anschluß an das Stromnetz muß aber ebenfalls bezahlt werden, das sind – meist entfernungsabhängig – 50.000 bis 300.000 DM (diese Anlagen gehen dann in der Regel in den Besitz der jeweiligen Elektroversorgungsunternehmen über!). Dazu kommen noch relativ hohe Versicherungskosten (Haftpflicht-, Maschinen- und  Betriebsunterbrechungsversicherung). 1999 schätzt das Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET), daß nach 10 Jahren Betriebszeit – wie bei anderen Kraftwerken auch – Ersatzinvestitionen in Höhe von 40 % der Anfangssumme fällig werden, darunter auch ein kompletter Rotorblatt-Tausch.

1998 hatte das ISET bereits berechnet, daß eine WKA erst bei mindestens 2.000 Vollaststunden im Jahr in die Gewinnzone kommt – bei der (damaligen) Einspeisevergütung von 16,8 Pfennig je kWh. 1999 beanstandet der Brüsseler EU-Wettbewerbskommissar Van Miert diese rechtlich nicht notifizerte ‚Beihilfe’. Wettbewerbskommissar Monti leitet Mitte 2000 ein Vertragsverletzungsverfahren ein.

Konventionelle Anlagen müssen der Windrichtung nachgeführt werden, der Rotordurchmesser ist auf etwa 60 m beschränkt (Stand 1976). Bereits 1999 wird aber von einem technisch erreichbaren Rotordurchmesser bis zu 100 m gesprochen, was einen Nennleistung von etwa 4 – 5 MW entspricht. Alleine schon der Schwerlast-Transport derartiger Anlagen zum Aufstellungsort ist oft mit großen logistischen Problemen und zusätzlichen Kosten verbunden. Das Lastmanagement der Netzbetreiber benötigt seinerseits einen hohen Regelaufwand zur Einbeziehung von Windenergie ins Netz.

Agebrochene Rotorblätter

Windschaden

Unter der ständigen raschen Wechselbelastung wird die Ermüdungsfestigkeit der Rotorblätter stark beansprucht. Negativ wirkt sich bei starken Stürmen auch das hohe Gewicht der vielblättrigen Windrotoren aus. Es besteht in allen Fällen eine Gefährdung durch möglicherweise abbrechende Rotorblätter. Ist der Rotor nicht hinter dem Turm angebracht (s. Hütter-Rotor/USA), erfolgt auch eine z.T. sehr starke Materialermüdung der Gesamtkonstruktion durch die von den Flügeln auf den Turm übertragenen Schwingungen.

Da in Bodennähe durch Bodenrauhigkeit und Unstetigkeiten z.T. starke Turbulenzen entstehen, nimmt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit dort oftmals stark ab. Eine Mindesthöhe von über 60 m sollte eine Anlage daher haben, sonst kann sie kaum effizient funktionieren. Soll die Stromversorgung für große Städte erfolgen, so wäre sogar eine Höhe von 200 m erforderlich, da es darunter kaum brauchbare Winde gibt. Im Gegenzug steigt mit der Höhe auch die Anfälligkeit für Blitzschlag. 1995 wurden etwa 80 % der von Versicherungen beglichenen Schadenskosten durch Blitze verursacht. Dabei werden zumeist entweder die Flügel zerstört oder es wird die ganze Gondel bzw. Kanzel in Brand gesetzt. Einige dieser Kanzeln gehen auch aufgrund technischer Defekte in Flammen auf – und manchmal haben die Anlagen ihre Fundamente herausgerissen und sind umgekippt.

Es gibt auch eine bundesweite Datenbank der Windrad-Unfälle (19972006, mit einigen Auslandsereignissen, nur noch als schlechte und unvollständige Version im Netz), die für den Bundesverband Landschaftsschutz BLS zusammengestellt wurde. Die Arbeit an dieser Seite wurde inzwischen zwar eingestellt, dennoch findet man dort umfangreiche Informationen über Vorfälle während der dazwischenliegenden 10 Jahre.

Verbrannte Windkraftanlage

Gondelbrand in Grömitz

Viele Menschen sehen in Windkraftwerken trotz ihrer Umweltfreundlichkeit eher eine ‚Umweltverschandelung’, besonders in Bezug auf große MW-Verbundsysteme. Oft wird die Beeinträchtigung des Landschaftsbildes beklagt („Verspargelung“). Zum Vergleich: in Deutschland gibt es 1997 etwa 150.000 Hochspannungsmasten. Teilweise unterliegen Immobilien in der Nähe von Windenergieanlagen einer Entwertung. „Windturbinen sind in der dichtbesiedelten Bundesrepublik eine sozial unverträgliche, umweltfeindliche und damit auch menschenfeindliche Technik“ (Prof. Otfried Wolfrum, TH Darmstadt, 1997). Anfang 1999 unterzeichnen etwa 80 Hochschullehrer und Schriftsteller das ‚Darmstädter Manifest gegen den ökologisch wie ökonomisch sinnlosen Ausbau der Windkrafttechnologie’, das bereits am 01. September 1989 in Bonn vorgestellt worden war. Es wird darin behauptet, daß die Konverter das Landschaftsbild zerstören, die Immobilienpreise sinken lassen und bei den Anwohnern Krankheiten wie Herzrhythmusstörungen verursachen.

Das Oberverwaltungsgericht Münster verwies in einem Urteil auf die schädliche ‚Vorbildwirkung’, die von einer genehmigten Windkraftanlage ausgehe. Allerdings hob das Bundesverwaltungsgericht in Berlin dieses Urteil 1983 wieder auf.

Allerdings bekommen auch Bauherren kleinerer, privater Windenergieanlagen oftmals Schwierigkeiten mit den Baubehörden, die ihnen nicht selten die Baugenehmigung mit Umweltschutzargumenten verweigern. Zu diesen gehört auch die Behauptung, daß Windkraftwerke regelrechte ‚Vögelhäckselmaschinen’ sind – was allerdings durch mehrere Untersuchungen als unzutreffend bewiesen wurde. An der Nordseeküste wurden innerhalb von 19 Monaten 1989/1990 an sieben Standorten mit insgesamt 130 Windkraftanlagen lediglich 32 Vogelopfer gezählt. Bei einer weiteren Überprüfung 1991 wurden bei 66 Windkraftanlagen innerhalb von 9 Monaten nur 16 tote Vögel aufgefunden, die eindeutig von den Rotoren der Anlagen erschlagen wurden.

Im selben Zeitraum wurden im Schatten des Sylter Funkmastes ‚Puan Klent’ 418 tote Vögel gefunden. Und noch wesentlich höher sind die Verluste bei Bohrinseln, die durch ihre flutlichtartigen Scheinwerfer regelrechte Todesfallen für Vögel werden. Der Ornithologe Harro J. Müller aus Hamburg musste bei einer Messung im Oktober 1979 auf der Forschungsplattform ‚Nordsee’ in der Deutschen Bucht feststellen, daß bei einem nächtlichen Massenzug von rund 100.000 Vögeln binnen sechs Stunden über 2.500 Tiere tödlich gegen die Aufbauten und Lampen der Plattform prallten.

1991 spricht der Deutsche Naturschutzbund davon, daß die Hindernisse in der Landschaft für erhebliche Irritationen bei Zugvögeln sorgen, was zu Richtungsänderungen beim Vogelzug führen könnte. Die Norddeutsche Naturschutzakademie untersucht die ‚Beeinträchtigung des Brutverhaltens des Wiesenpiepers’. Naturschutzbehörden in Dithmarschen lassen an Abspannseilen Hunderte bunter Fähnchen zur Warnung anfliegender Vögel anbringen. (Im selben Jahr wurde nahe Cuxhaven ein 271 m hoher Fernsehturm ohne weitere Auflagen genehmigt!).

Bei großen ‚Windfarmen’ sind die Folgen auf das Wettergeschehen nicht bekannt und können auch nicht vorhergesehen werden. Sehr große Verbundsysteme könnten daher einen folgenschweren Eingriff in die klimatischen Natur­prozesse bedeuten. Außerdem werden bei derartig umfangreichen Anlagen auch Störungen im Fernsehempfang befürchtet. Schon Einzelanlagen können auf den Mattscheiben flirrende ‚Geisterbilder’ erzeugen.

Die 60 m langen Rotorblätter einer neuen Boone-Windanlage (s. USA) erzeugten ein Geräusch, das eigentlich unterhalb der menschlichen Hörschwelle liegen sollte. Trotzdem machte es sich als ein die Anwohner sehr stark störendes Pfeifen und Sausen bemerkbar. Hinzu kam, daß im Umkreis von mehreren Kilometern die Fensterscheiben und das Geschirr in den Schränken zu klirren begann. Die Untersuchungen identifizierten diese Geräuschbelästigung als Bestandteil des von den Rotoren erzeugten Infraschalls. Der Lärmteppich, den Windkraftanlagen erzeugen können, kann sich im nichthörbaren Bereich bis 300 Hz erstrecken.

Der Lärm von Windrotoren kann vom tiefen Brummen bis zum schrillen Pfeifen reichen, außerdem kann es bei einem bestimmten Sonnenstand durch Reflexion zu unangenehmen Dauerblitzen kommen. Dies ist vielleicht mit ein Grund dafür, daß langsam drehende Anlagen von der Bevölkerung meist positiver bewertet werden. Das Verwaltungsgericht Hannover entscheidet Ende 1999, daß Windkraftwerke auch im Umfeld von Wohnanlagen, die bis an den Ortsrand reichen, errichtet werden dürfen, die Nachbarn müssen etwaige Geräusche oder optische Effekte entschädigungslos hinnehmen.

Trotz einer schon stark eingegrenzten Beschränkung auf geeignete Standorte geben Windenergieanlagen zeitlich stark schwankende Energiebeträge ab und benötigen daher in Verbindung mit dem Versorgungsnetz entsprechende Speichersysteme zur Überbrückung von ‚Windstillen’. Durch die noch vorherrschenden Technologien bevorzugen es die Betreiber außerdem, als Schutz vor Sturmschäden ihre Anlagen schon bei relativ niedrigen Windgeschwindigkeiten abzuschalten.

Das Deutsche Windenergie-Institut in Wilhelmshaven errechnete im Auftrag von Greenpeace, daß sich mit 2.500 großen Windkraftanlagen zehn Prozent des deutschen Nettostromverbrauches decken ließen. Benötigt würden dazu etwa 1.900 Quadratkilometer Bauland, mithin mehr als die Gesamtflächen von Hamburg und Berlin zusammen. Bauflächen dieser Größenordnung sind aber kaum noch zu erschließen: Einerseits werden die meisten windgünstigen Standorte bereits genutzt, andererseits nehmen Anwohnerproteste gegen die weithin sichtbaren Windanlagen stetig zu.

Die Studie der Deutschen Energie Agentur von 2006 zeigt außerdem, daß Windkraft ein vergleichsweise teures Mittel im Kampf gegen den Klimawandel ist, da andere Methoden das selbe Resultat mit einem Bruchteil der Investitionen erreichen könnten.

Und letztendlich funktionieren selbst die besten Anlagen nur dann, wenn der Wind weht…

Im Mai 2010 schließen sich 413 Verbände und Vereine aus 21 europäischen Ländern – womit Hunderttausende von Bürgern repräsentiert sind –  zu einer europäischen Plattform gegen Windkraftanlagen () zusammen.

Ein unabhängiges Portal für Organisationen, Bürgerinitiativen und Privatleute in Deutschland, die sich gegen Windkraft im allgemeinen oder gegen bestimmte Windkraftprojekte aussprechen, ist windkraftgegner.de.