Mit der Kraft des Windes

Wind kann ganz schön anstrengend sein. Wenn er ordentlich bläst und noch dazu von vorne, hast Du Mühe, Dich auf dem Fahrrad zu halten. Er kann sogar Bäume entwurzeln und Häuser zum Einsturz bringen. Aber Wind ist auch sehr nützlich: Er treibt Segelschiffe vorwärts und dreht Windmühlen. Mit der Kraft des Windes kannst Du sogar Deinen Computer, die Musikanlage oder eine Waschmaschine betreiben. Wie das geht, verrät Dir TK-Logo.

 

Schon lange nutzen die Menschen die Kraft des Windes. Im 19. Jahrhundert standen in Deutschland mehr als 30.000 Windmühlen. Mit ihrer Hilfe haben die Menschen zum Beispiel Korn gemahlen, Holz gesägt oder Wasser gepumpt. Zwischendurch verschwanden viele von ihnen, sie wurden durch Maschinen ersetzt, die mit Strom oder Dampf betrieben wurden. Aber heute gibt es bei uns wieder viele Windmühlen – genau genommen sind es keine Mühlen, sondern Windkrafträder. Über 20.000 dieser "weißen Riesen" stehen im ganzen Land verstreut. Getreide mahlen diese Windräder allerdings nicht. Ihre Aufgabe ist es, die mechanische Energie des Windes in Strom umzuwandeln.

 

Prinzip Fahrraddynamo

Funktionsweise eines DynamosWenn sich der Dynamo dreht, fließt Strom durch die Glühbirne. © icomediasDass wir mit Wind überhaupt Strom erzeugen können, hat ein dänischer Tüftler vor 120 Jahren herausgefunden. In Dänemark entstanden Ende des 19. Jahrhunderts die ersten modernen Windräder. Ihr Prinzip ist einfach und funktioniert wie beim Dynamo Deines Fahrrads: Wenn sich ein elektrischer Leiter, zum Beispiel eine Schlaufe aus Kupferdraht, in einem Magnetfeld bewegt, beginnt in dem Leiter ein Strom zu fließen. Derselbe Effekt tritt auf, wenn sich umgekehrt ein Magnet in der Leiterschlaufe dreht. Der Antrieb für den Magneten ist in diesem Fall der Wind: Er dreht die Flügel des Windrades und dessen Mittelpunkt ist über eine Achse mit dem Dynamo verbunden. Allerdings nennt man die Maschine, die beim Fahrrad Dynamo heißt, beim Windrad Generator: Der Name kommt von "generieren", was "erzeugen" bedeutet, denn dort wird der Strom erzeugt. Der Generator in einem Windrad ist natürlich sehr viel größer als ein Fahrraddynamo, denn er soll ja viel mehr Strom erzeugen. Er kann einen Durchmesser von ein paar Metern haben. Meistens befindet sich der Generator ganz oben auf dem Windrad, in einem Raum, den man Gondel nennt. Die Gondel sieht vom Boden aus betrachtet gar nicht so groß aus, in ihr kann aber mehr Platz sein als in Deinem Zimmer.


 

Aufbau des Windrads

Überhaupt sind moderne Windräder ganz schön groß. Der Turm kann über 120 Meter hoch sein und ein Flügel bis zu 80 Meter lang. Wenn Du genau hinschaust, wirst Du feststellen, dass nicht alle Windräder gleich aussehen. Sie sind unterschiedlich groß und manche haben zwei, die meisten drei Flügel, andere sind ganz verrückt gebaut, zum Beispiel wie riesige Schlaufen. Das Ziel der Windradbauer ist es immer, den Wind so gut wie möglich auszunutzen. Deshalb gibt es auch eine kleine Messanlage auf der Spitze des Turms, die die Windrichtung und die Windstärke erkennt. So können die Flügel immer nach dem Wind ausgerichtet werden. Und wenn ein heftiger Sturm kommt, schaltet sich das Windrad automatisch ab, damit es nicht beschädigt wird.

 

Bildergalerie (3 Bilder)

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WindräderVerschiedene Arten von Windrädern  

 

Windräder erzeugen umweltfreundlichen Strom

Wie viel Strom ein Windrad liefert, hängt natürlich von seiner Größe ab - und von der Windstärke. Ein gutes Windrad kann in einer Stunde so viel Strom produzieren, wie eine vierköpfige Familie in zwei Monaten verbraucht. Das heißt, es kann im Jahr ungefähr 1000 bis 2000 Familien mit Strom versorgen. Damit könnte ein Windrad den Strombedarf eines ganzen Dorfes decken. Ganz schön viel, findest Du? Stimmt schon. Allerdings: Um dieselbe Energie zu liefern wie ein großes Kohlekraftwerk, braucht man schon 1000 Windräder.

Noch produzieren Kohle-, Gas- und Atomkraftwerke den meisten Strom in Deutschland, ungefähr drei Viertel. Das belastet allerdings die Umwelt, denn Kohle oder Gas beispielsweise muss man verbrennen, um Strom zu erzeugen. Und dabei entstehen schädliche Abgase wie Kohlendioxid, das eine der Ursachen für den Klimawandel ist. Atomkraftwerke können zu anderen Umweltproblemen führen. Außerdem reichen die Vorräte an Kohle, Gas oder Uran, die man für die Kraftwerke benötigt, nicht für die Ewigkeit: in einigen zehn bis hundert Jahren werden die natürlichen Lagerstätten dieser Rohstoffe ausgeschöpft sein.

Deshalb wollen viele Menschen diese Kraftwerke so schnell wie möglich durch Stromerzeuger ersetzen, die Erneuerbare Energien nutzen. Dazu gehören neben Windrädern auch Solarzellen oder Wasserkraftwerke. Sie verwandeln Wind, Sonne und Wasser in Strom und stoßen dabei keine schädlichen Stoffe aus. Außerdem sind sie eine nie versiegende Quelle von Energie.

 

Windkraft hat nicht nur Vorteile

Leider hat die Sache noch einen Haken: Die Sonne scheint nicht immer gleich viel und es weht auch nicht immer genug Wind. Wir wollen aber jederzeit Strom aus der Steckdose für unseren Computer oder den Kühlschrank haben - auch wenn es gerade ganz windstill ist. Klar, magst Du denken, dann speichern wir die Energie aus den windigen Zeiten doch einfach für eine solche Flaute. Aber die Technik ist noch nicht so weit entwickelt. Es gibt noch keine richtig guten Batterien oder andere Speicher für solche großen Energiemengen. Das ist einer der Gründe, weshalb Windräder erst einen kleinen Teil des gesamten Stroms in Deutschland produzieren.

 

Windräder im Meer

Offshore-WindparkStammt der Strom an Eurer Schule vielleicht aus erneuerbaren Energien wie Windkraft? © aboutpixel.de/isegilWindräder erzeugen zwar keine Abgase, aber Umweltschützer machen sich Sorgen, dass zu viele große Windräder den Lebensraum von Tieren und Menschen stören könnten. Manche Menschen finden es auch nicht besonders schön, wenn zu viele Windräder in der Landschaft stehen. Außerdem machen sie Krach, wenn der Wind an ihren riesigen Flügeln vorbeirauscht. Seit neuestem stehen Windkraftanlagen auch im Meer. Sie heißen Offshore-Anlagen, "Offshore" kommt aus dem Englischen und bedeutet "vor der Küste". Wenn Du schon mal am Meer warst, vielleicht sogar an der Nordsee, kannst Du Dir vielleicht denken, was der größte Vorteil dort ist. Der Wind bläst viel stärker und gleichmäßiger. Wie sehr Meerestiere und Seevögel unter den neuen Anlagen leiden, darüber streiten die Forscher noch. In jedem Fall ist es sehr viel aufwändiger, die riesigen Windräder fest im Meeresboden zu verankern und die Windräder im Meer zusammenzubauen. Aber es geht. Im April 2010 wurde in der Nordsee, 45 Kilometer vor der Insel Borkum, der erste deutsche Offshore-Windpark eröffnet.