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Windkraft: einfach erklärt

Windenergie

Wie gewinnen wir Strom aus Wind? Wir erklären einfach, wie Windräder funktionieren und wie wichtig Windenergie für die Stromerzeugung in Deutschland ist. Außerdem erhalten Sie bei uns eine Übersicht mit den Vor- und Nachteilen von Windenergieanlagen.



Wie funktionieren Windkraftwerke?

Windkraft-Erklärung: Einzelnes Windrad, dessen Rotoren sich durch Wind bewegen und Strom erzeugen.

Einfach erklärt nutzt Windkraft dasselbe Prinzip wie Windmühlen. Anstatt die Bewegung der Luftmassen in der Erdatmosphäre zum Antrieb eines Mahlwerks zu verwenden, treiben Windräder einen Generator an. Dort wird die Windenergie, die die großen Rotoren zuvor aufgenommen haben, in Strom umgewandelt. Wie hoch der Stromertrag ausfällt, hängt von den Windgeschwindigkeiten und der Größe der Rotorblätter ab. Die Windstärke und -wahrscheinlichkeit nimmt beispielsweise mit steigender Höhe des Windrades zu. Um die Effizienz noch weiter zu erhöhen, sind einzelne Windräder in Windkraftparks integriert, die geballt für Windenergie sorgen. Befinden sie sich auf dem offenen Meer, sprechen wir von Offshore-, stehen sie an Land von Onshore-Windparks.

Bei einer Anlage ohne Getriebe sitzt der Generator direkt am Rotor. Er dreht sich genauso schnell wie der Rotor und muss daher entsprechend groß sein. Mittels Drehbewegung wird Strom erzeugt ‒ ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo.

Bei einer Windkraftanlage mit Getriebe sitzt das Getriebe zwischen dem Rotor und dem Generator. Dadurch kann der Generator kleiner sein und sich bis zu 100-mal so schnell drehen wie der Rotor.

Wo dürfen Windkraftanlagen gebaut werden?

In Deutschland regelt das Baugesetzbuch (BauGB), dass Windenergieanlagen grundsätzlich außerhalb geschlossener Ortschaften und Wohngebiete gebaut werden dürfen. Doch es gibt Einschränkungen, beispielsweise darf in Naturschutzgebieten nur in Ausnahmefällen eine Windkraftanlage errichtet werden und in Wasserschutzgebieten gar nicht. Wichtig ist auch die Abstandsregel zu Wohngebieten: Die Bundesländer dürfen seit 2020 selbst entscheiden, ob sie die von der Bundesregierung beschlossene 1.000-Meter-Regel einhalten oder bei der Ausweisung von Flächen für den Windausbau selbst Mindestabstände festlegen. Nordrhein-Westfalen beispielsweise hat Ende 2020 verkündet, sich dem Bundesstandard anzupassen und die bisher geltende Regel von 1.500 Metern auf 1.000 Meter zu reduzieren. Bayern wiederum hat den Abstand zwischen Windrädern und Häusern schon länger nach der "10-H-Regelung" organisiert und möchte diese Regelung beibehalten. Konkret heißt das: Der Abstand Windkraftanlage zu Wohnsiedlungen muss mindestens zehnmal so groß sein, wie das Windrad hoch ist.

Sind Windräder immer in Bewegung?

Nein, Windräder in Windparks sind nicht immer in Bewegung. Wenn zu wenig Wind bläst, stehen die Rotorblätter still. Bei zu viel Wind werden sie abgeschaltet. Sonst könnte der Wind die Windräder beschädigen.

E.ON Kleinwindkraftanlage




Wie viele Windkraftanlagen gibt es in Deutschland?

Windenergieanlagen sind maßgeblich für eine gelingende Energiewende. In Deutschland gab es 2020 über 29.000 Onshore-Windkraftanlagen, auf See speisten rund 1.500 Offshore-Windparks Strom in die Netze ein. Am häufigsten sind Windräder im Norden Deutschlands zu finden, vor allem in Niedersachsen, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein. Wind ist nicht nur der größte Stromlieferant unter den erneuerbaren Energien, sondern hierzulande auch insgesamt die wichtigste Energiequelle: Windenergie hatte 2020 einen Anteil von 27 Prozent an der Nettostromerzeugung.

Wie viele Windkraftanlagen gibt es weltweit?

Wie viele Windkraftanlagen es weltweit gibt, ist schwer zu sagen, die installierte Leistung betrug laut dem Global Wind Report des Global Wind Energy Councils 2019 650.559 Megawatt (MW). Mit installierter Leistung ist die theoretische, maximale Leistung von Windkraftanlagen gemeint.

Top-5-Länder Windenergie:
  • China
  • USA
  • Deutschland
  • Indien
  • Spanien
China, die USA und Deutschland sind die drei Länder mit der größten Windenergieanlagenleistung (Stand 2019). China ist zudem führend hinsichtlich der neu installierten Leistung in Megawatt.
Top-5-Länder neuinstallierte Anlagen:
  • China
  • USA
  • Großbritannien
  • Indien
  • Spanien
Zusammen waren diese fünf Länder 2019 für 70 Prozent der Neuinstallationen von Windkraftanlagen verantwortlich.
 

Zukunft der Windenergie

Während bis 2013 in keiner Region mehr Windräder standen als in Europa, ist nun Asien Spitzenreiter ‒ erneuerbare Energien und damit Windkraft gewinnen weltweit immer mehr an Bedeutung. 2030 soll der Anteil erneuerbarer Energien am deutschen Stromverbrauch bereits 65 Prozent betragen. Damit dieses von der Bundesregierung angestrebte Ziel erreicht wird, ist der Einsatz von Windkraftanlagen essenziell. So soll zum Beispiel das sogenannte Repowering ‒ das Ersetzen alter, kleiner Anlagen durch moderne Windkraftwerke ‒ die Versorgung Deutschlands mit Windstrom zukunftssicher machen.

Die Nutzung von Offshore-Windenergieanlagen wird in Zukunft in Deutschland noch wichtiger. Die Änderungen im „Windenergie-auf-See-Gesetz“ sehen bis 2040 den Ausbau der Offshore-Windenergie auf eine installierte Leistung von 40 Gigawatt vor.

Der Ausbau der Windenergie an Land ist im vergangenen Jahr aufgrund der mühsamen Standortsuche eingebrochen und hat den tiefsten Stand seit Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) erreicht. Flexiblere Abstandsregeln sollen hierbei Abhilfe verschaffen.



Vor- und Nachteile von Windkraft

Vorteile Nachteile
Wind ist ein regenerativer Rohstoff und im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen unendlich vorhanden. Wechselnde Verfügbarkeit: Wenn kein Wind weht, wird kein Strom erzeugt und die Speichermöglichkeiten für Windkraft befinden sich aktuell noch im Aufbau.
Kein Ausstoß von Schadstoffen wie z. B. Kohlendioxid. Geringe Emissionen fallen lediglich bei der Herstellung und dem Aufbau von Windenergieanlagen an. Schwierige Standortwahl: Offshore-Anlagen sind teurer in der Installation, bei Onshore-Anlagen müssen Mindestabstände zu Wohnanlagen eingehalten werden.
Windenergie ist relativ günstig. Auch zusätzliche Umweltkosten, beispielsweise die Entsorgung von Kraftwerksmüll, entfallen. Je nach Standort besteht durch die Rotoren theoretisch eine Gefahr für Vögel und Fledermäuse. Jedoch kommen durch den Autoverkehr und Glasscheiben jährlich wesentlich mehr Tiere zu Schaden als durch Windkraft.
Im Gegensatz zur Sonnenenergie kann mittels Windkraft auch nachts Strom erzeugt werden. Windkraft ist somit ideal, um Solaranlagen bei der umweltfreundlichen Stromerzeugung zu ergänzen.  
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