Wie arbeitet ein Windrad?

Wie läuft ein Windrad an und wie funktioniert es? Wieviel elektrische Energie kann eine Windkraftanlage maximal aus dem Wind gewinnen?

Mit Windkraftanlagen will man vor allem elektrische Energie erzeugen. Eine besondere Rolle spielt deshalb der eingebaute Generator. Trifft der Wind die Flügel einer solchen Windturbine, versetzt er den Rotor in Drehung. Je schneller sich die Welle dreht, desto größer ist die erzeugte Strommenge.

Mit dem Strom lassen sich an windgünstigen Orten problemlos Häuser versorgen. Bei größeren Windkraftanlagen kann der Strom auch in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden und ergänzt dann den Strom aus Kohle-, Öl- und Atomkraftwerken.

Die zahlreichen Arten von Windrädern kann man in zwei Hauptgruppen unterteilen:

Die Horizontalachsenräder, die etwa für Windmühlen schon seit mehreren hundert Jahren gebaut werden, sowie jene Räder, deren Propeller sich um eine vertikale Achse dreht. Die meisten Windkraftanlagen haben heute einen Propeller mit drei Flügelblättern, der eine horizontale Welle antreibt.

Um die Geschwindigkeit regeln zu können, nutzen die Betreiber der Windkraftanlagen

gewöhnlich die Möglichkeit, die Flügel ein wenig zu drehen, damit der Wind einen anderen Angriffswinkel erhält. Bei übermäßig starkem Wind läßt sich so die Geschwindigkeit reduzieren. Neben dieser Flügelbremse ist die Anlage auch mit einer mechanischen, an der Rotorwelle montierten Bremse ausgestattet. Bei kritischen Windgeschwindigkeiten von mehr als 25 m/s - das entspricht 90 km/h - wird die Bremse betätigt.

Da das Rad erst ab einer mittleren Windstärke anläuft, müssen größere Windturbinen zumeist mit einem kleinen Motor gestartet werden. Für diese zeit ist die Windkraftanlage Verbraucher und nicht Erzeuger von Strom. Bei gutem Wind kann ein Windrad theoretisch 59 Prozent der Windenergie in Strom umwandeln -realistische Werte liegen heute bei modernen Windturbinen aber allenfalls bei etwas mehr als 40 Prozent.