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Windenergie - 2.Version - Referat
1. Grundlagen
Die Windenergie wird zum erzeugen von Strom eingesetzt und ist eine erneuerbare Energie.
Die Windenergie ist eine der ältesten Methoden zur Stromerzeugung. Sie wurde schon früher eingesetzt in Form von Windmühlen z.B. zum mahlen von Getreide. Heute leistet sie in Deutschland mit 44,3% den größten Beitrag zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Windenergien werden überall auf der Welt eingesetzt. Außerdem ist sie eine indirekte Form der Sonnenenergie, denn Wind wird durch die Wärme der Sonne verursacht. Die Erdoberfläche wird von der Sonneneinstrahlung erhitzt, aber nicht gleichmäßig oder mit der gleichen Geschwindigkeit.
Die langsamen Bewegungen werden von einem Getriebe in schnellere umgewandelt, dadurch wird der Generator angetrieben und die Bewegungsenergie wird in Elektrizität umgesetzt.
2. Windenergienutzung
2.1 Windenergienutzung an Land (Onshore-Anlagen)
Onshore-Anlagen sind Windkraftanlagen die auf dem Land stehen. Diese sind sehr wetterabhängig. Deswegen ist es sinnvoll diese an Berghängen zu bauen, da sich der Aufwind als günstig erweist. Die meisten Windenergieanlagen stehen in den Nord- und mitteldeutschen Bundesländern wie z.B Niedersachsen, Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein. Doch auch in Süddeutschland wie z.B. in Bayern und Baden-Württemberg gewinnen diese an Bedeutung. Diese ist unter den erneuerbaren Energien unter anderem die kostengünstigste.
2.2 Windenergienutzung im Meer (Offshore-Anlagen)
Immer häufiger kommen auch sogenannte Offshore-Anlagen vor. Der Unterschied zu den Onshore-Anlagen liegt darin, dass diese sich die Energie des Meeres zur Hilfe nutzen. Es gibt mehrere Vorteile zur Energiegewinnung dieser Art.
Meist weht der Wind auf dem Meer stärker und der Lärm den die Riesenwindräder verursachen, würde niemand stören. In Deutschland ist diese Methode noch nicht weit verbreitet. Außerdem ist es eine teurere Art der Energiegewinnung wie die der Onshore-Anlagen.
3. Bauteile einer Windkraftanlage
Mast:
– 10m bis 100m hoch
– Aus Stahl oder Beton
– Aufnahme von Gondel, Rotor, Getriebe und
Generator
Gondel:
– Bildet Grundrahmen
– Befestigung von Getriebe und Generator
Rotorblätter:
– Ähnelt den Flugzeugtrageflächen
– Drehung entsteht durch aerodynamisch erzeugte
Auftriebskräfte
– Je weniger Blätter, umso höher die Drehzahl der
Anlage
– Neue Rotorblätter werden aus Glasfaser oder
Kohlefasern hergestellt
Getriebe:
– Sorgt für Übersetzung der Rotordrehzahl auf
den Generator
Rotorwelle:
– Verbindung zwischen Rotor und Getriebe
Generator:
– Mechanische Energie wird in Elektrizität etc. umgewandelt
Steuerfahnen:
– Stellt den Winkel zwischen Gondel und Rotor
automatisch nach der Windrichtung ein
3.1 Verschiedene Arten von Windkraftanlagen
1. Dreiblattrotor
Die Dreiblattrotoren sind die Leistungs-effizientesten Anlagen. Außerdem sind diese aerodynamisch und am leichtesten beherrschbar und fangen schon bei geringer Luftgeschwindigkeit an sich zu drehen. Die Lebenszeit beträgt ca. 25 Jahre. 90% der Windkraftanlagen sind Dreiblattrotoren.
2. Darrieus-Rotor
Das Getriebe und der Generator können direkt auf dem Boden platziert werden da dieser eine senkrechte Achse besitzt. Dieser fängt sich immer an zu drehen, egal aus welcher Richtung der Wind kommt. Ein Nachteil ist, dass diese Anlage sehr breit ist und somit viel Platz verbraucht.
3. Savonius-Rotor
Savonius-Rotoren bewegen sich sehr langsam. Außerdem haben diese den niedrigsten Wirkungsgrad
und somit niedrigere Stromerträge wie andere Windkraftanlagen.
4. H-Rotor
Der H-Rotor ist verwand mit dem Darrieus-Rotor. Die Tragflügel dieses Modells sind gerade, währenddessen die Tragflügel des Darrieus-Rotors gebogen sind. Durch die geraden Flächen erbringt dieser eine höhere Leistung im Gegensatz zu dem Darrieus-Rotor.
5. Vorteile und Nachteile der Windenergie
5.1 Vorteile
– Windenergie steht kostenlos zur Verfügung
– Kein Schadstoffausstoß, da keine fossilen
Brennstoffe verwendet werden
– Installation an vielen urbanen Standorten
möglich (z.B. Küste, Flachland, Gebirge)
– Auch in Staaten ohne Rohstoffvorkommen
verfügbar, da es Wind auf der ganzen Welt gibt
– Lautlos und Geruchslos
– Stetige Weiterentwicklung der Anlagen
– Wenig Platz benötigt
5.2 Nachteile
– Relativ teuer in der Anschaffung, vergleichsweise
geringe Erträge
– Je nach Standort, anderer Ertrag
– Rotorachse kann nicht die ganze Energie in
Strom umwandeln
– Kann durch Orkanböen belastet werden
– unregelmäßiger Schattenwurf der Anlage
– Landschaftsbild wird beeinflusst
– Vogelrouten werden behindert
6. Windkraftanlagen in der Zukunft
In der Zukunft sollen immer mehr Windkraftanlagen an der Küste gebaut werden, da die Windgeschwindigkeit dort höher ist als im Inland. Außerdem ist die Gefahr mit Konflikten der Anwohner geringer. Bis 2030 sollen sich die Offshore-Anlagen sich so vermehrt haben, dass sich mehr Anlagen auf Wasser befinden als auf Land. Die Windkraftanlagen werden immer weiter optimiert. Vor allem wird an der Lebensdauer und der Erzeugung von Elektrizität gearbeitet. Bis 2020 sollen mindestens 14 Prozent des Stromverbrauchs durch Windkraft abgedeckt werden.
Quellenverzeichnis
https://de.wikipedia.org/wiki/Windenergie
http://www.lerntippsammlung.de/Windkraft--s--Windenergie.html
https://www.wind-energie.de/themen/onshore
https://de.wikipedia.org/wiki/Offshore-Windpark
http://www.energieroute-der-museen.de/wp-content/uploads/2010/05/Offshore-Windpark.jpg
http://www.energienpoint.de/fileadmin/templates-energienpoint/Aufbau_eines_Windrades.png
http://www.wwindea.org/technology/ch01/de/1_2.html
http://www.schreiben10.com/referate/Technik/2/Windenergie-reon.php
http://www.uni-blog.info/referat-ueber-windkraftanlagen/
https://image.pixelio.de/000/463/888//thumbnails/1.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/Darrieus-Rotor_Ennabeuren-3256.jpg
http://projetos.de/prp/sav0.jpg
http://www.klein-windkraftanlagen.com/wp-content/uploads/2011/12/ropatec_h-rotor_vertikale-windkraftanlage_20kw.jpg
http://www.windwaerts.de/fileadmin/user_upload/grafiken/leistung-groesse-windenergieanlagen.png
http://www.alternative-stromerzeuger.de/vorteile-von-windenergie/
http://strom-infos.net/vor-und-nachteile-der-windenergie.html
http://corporate.vattenfall.de/energie-im-fokus/energieproduktion/windkraft/die-zukunft-der-windkraft/
http://www.welt.de/wirtschaft/energie/specials/wind/article8780388/Warum-Wind-eine-Energie-der-Zukunft-ist.html
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