Kraft des Windes
Windkraft war schon früher unentbehrlich bei der Bewässerung und beim Mahlen des Getreides. Aber gegen die Rotoren heutiger Windanlagen hätte selbst der kühnste Don Quichote keine Chance.Windmühle De Kat in Zaandam in den Niederlanden: Seit Jahrhunderten nutzt der Mensch die Kraft des Windes.
Energie mit Geschichte
Die Umwandlung von kinetischer Energie der Strömungsgeschwindigkeit des Windes in mechanische Energie - so die physikalische Beschreibung - hat schon im alten Mesopotamien das Leben der Menschen erleichtert. Hier wurde die Windkraft zum Antrieb von Schöpfwerken eingesetzt, mit denen man zwischen Euphrat und Tigris die Felder bewässerte.
Im Mittelalter waren Wind und Wasser - neben der Muskelkraft von Pferden, Ochsen und Menschen - die wichtigsten Quellen zur Energieerzeugung. Die Kraft des Windes wurde überwiegend zum Mahlen von Getreide und anderen Feldfrüchten genutzt, der Müller war wichtige und anerkannte Persönlichkeit im mittelalterlichen Gemeinwesen. In der spanischen La Mancha sind Windmühlen sogar Wahrzeichen der gesamten Region, berühmt geworden durch Don Quichote und seine Attacke gegen die Windmühlenflügel.
Ende eine Epoche
Doch mit der rasanten Entwicklung und zunehmenden Verbreitung der Dampfmaschine ging das Zeitalter der Windkraft-Nutzung zu Ende, zumindest vorläufig. Unabhängiger, einfacher, leistungsfähiger: Die Nutzung von Kohle bot viele Vorteile. Und in der Tat, die heute offensichtlichen Probleme beim Einsatz fossiler Energieträger waren damals noch nicht abzusehen. Im Zwanzigsten Jahrhundert sah das schon anders aus, wenn auch nicht die Erkenntnis der Endlichkeit von Kohle und Öl oder inzwischen sichtbare Umweltschäden das Umdenken auslösten.
Erzwungenes Umdenken
Hier wirkten weniger tiefschürfende Gründe: Machtpolitisches Kalkül und die Angst vor Erpressbarkeit, denn die Öl- und Energiekrisen der 1960er und 1970er Jahre zeigten die Abhängigkeit der Industrieländer von Rohstofflieferungen aus politisch instabilen Regionen. Die Besinnung auf alternative Methoden zur Energiegewinnung war eine Richtung, in welche sich nun die Gedanken entwickelten.
Ist es möglich, ein hochentwickeltes Industrieland zumindest teilweise mit ressourcenschonender Energie zu versorgen? Visionäre bejahten diese Frage, aber eine Portion Idealismus gehörte schon dazu, angesichts des mangelhaften Forschungsstandes bei Windenergieanlagen und eines noch unzureichend entwickelten Umweltbewusstseins.
Vorreiter Dänemark
Hinzu kam, dass ein wirtschaftlicher Betrieb dieser Anlagen auf absehbare Zeit nicht möglich war. Wohl deshalb geschah in Deutschland zunächst nicht viel. Dänemark, ein kleines Land ohne nennenswerte eigene Energievorkommen, mauserte sich zum Vorreiter in Sachen Windenergie. Aber auch in der Bundesrepublik gab es Anlass zum Feiern: Im Jahre 1982 ging im baden-württembergischen Mettingen die erste private netzgekoppelte Windkraftanlage in Betrieb.
Fünfzig Megawatt
Die erreichte Leistung von maximal zwanzig Kilowatt bot allerdings noch keinen Grund zu Euphorie. Ein Anfang - mehr nicht - und allzu schnell ging es zunächst auch nicht weiter: 1991 konnten alle Windenergie-Anlagen zusammen gerade einmal fünfzig Megawatt Leistung ans deutsche Stromnetz liefern. Einen Entwicklungsschub bedeutete das Stromeinspeisungsgesetz (StEG) von 1991, von nun an bekamen die Betreiber von Windkraftanlagen finanzielle Unterstützung. Die Renaissance der Windkraft konnte also beginnen, auch wenn es noch ein weiter Weg war bis zu den High-Tech-Maschinen, die heute vielerorts das Landschaftsbild prägen.
Jobmotor Windkraft
Inzwischen gehört das Geschäft mit dem Wind zu den am schnellsten wachsenden Branchen. Ende 2001 lieferten in Deutschland 11.438 Windkraftanlagen eine Gesamtleistung von 8.753 Megawatt umweltfreundlichen Windstroms. Eine Erfolgsgeschichte, die nach Statistiken des Bundesumweltministeriums auch Jobmotor ist, denn Entwicklung und Herstellung der Windräder sichern etwa 40.000 Arbeitsplätze...
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Infobox
Atmosphärische Zirkulation
Quelle der Windkraft ist die Strahlungsenergie der Sonne. Unterschiede der Bodenbeschaffenheit und Breitengradabhängigkeit des Strahlungseinfalls führen zu Differenzen im Strahlungshaushalt: Die Erdoberfläche wird unterschiedlich stark erwärmt. So hat der Äquatorbereich sehr hohe, die Pole haben sehr niedrige Temperaturen.
Diese Charakteristika des Strahlungshaushaltes entscheiden über das Luftdruckverhalten. So bildet sich am Äquator ein beständiges Tief. Da die Luftzirkulation in der Atmosphäre auf den Ausgleich der Temperatur- und Luftdruckunterschiede gerichtet ist, strömt die kältere Luft der Regionen jenseits des Äquators in das "Tiefdruckloch".
Die aufgestiegene Warmluft kühlt inzwischen ab, wird schwerer und sinkt bei den Polen wieder auf die Erdoberfläche zu: ein Kreislauf der zirkulierenden Luftschichten, bei dem die nach Norden strömenden Winde noch durch die Drehbewegung der Erde nach Westen hin abgelenkt werden, die Hauptwindrichtung dreht nach Südwesten. Die Regelmäßigkeiten in der globalen atmosphärischen Zirkulation führen zur Herausbildung eines typischen Systems von Luftströmungen; Beispiele sind Passatwinde und die Westwindzone der mittleren Breiten.
Quelle der Windkraft ist die Strahlungsenergie der Sonne. Unterschiede der Bodenbeschaffenheit und Breitengradabhängigkeit des Strahlungseinfalls führen zu Differenzen im Strahlungshaushalt: Die Erdoberfläche wird unterschiedlich stark erwärmt. So hat der Äquatorbereich sehr hohe, die Pole haben sehr niedrige Temperaturen.
Diese Charakteristika des Strahlungshaushaltes entscheiden über das Luftdruckverhalten. So bildet sich am Äquator ein beständiges Tief. Da die Luftzirkulation in der Atmosphäre auf den Ausgleich der Temperatur- und Luftdruckunterschiede gerichtet ist, strömt die kältere Luft der Regionen jenseits des Äquators in das "Tiefdruckloch".
Die aufgestiegene Warmluft kühlt inzwischen ab, wird schwerer und sinkt bei den Polen wieder auf die Erdoberfläche zu: ein Kreislauf der zirkulierenden Luftschichten, bei dem die nach Norden strömenden Winde noch durch die Drehbewegung der Erde nach Westen hin abgelenkt werden, die Hauptwindrichtung dreht nach Südwesten. Die Regelmäßigkeiten in der globalen atmosphärischen Zirkulation führen zur Herausbildung eines typischen Systems von Luftströmungen; Beispiele sind Passatwinde und die Westwindzone der mittleren Breiten.
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Mühlengeschichte
Im 11. Jahrhundert gab es in Europa die ersten Mühlen. Experten vermuten, dass die Erfindung aus arabischen Ländern importiert wurde. Aus simplen Mahlsteinen (4000 v. Chr.) und dem Wasserrad (3000 v. Chr.) wurde die Wassermühle, die der römische Architekturphilosoph Vitruv im Jahr 10 v. Chr. beschrieb.
Lange dauerte es, bis sich die Müller auf den Wind als Energiequelle besannen. Die erste Windmühle wird im Jahr 1180 in der Normandie erwähnt. Schnell verbreitete sich von dort die neue Technik in Europa. Den Anfang machte die Bockwindmühle. Das ganze Gebäude war drehbar auf einem Bock gelagert und konnte schnell abgebaut und an einem anderen Ort wieder aufgebaut werden. Nur der Bock blieb zurück.
Eine stabilere Variante war die Paltrockmühle - sie entsprach der Bockwindmühle, nur wurde das Gebäude auf Rollen gelagert. Eine echte Neuerung stellte die Kokerwindmühle dar: Sie bestand aus einem das Mahlwerk aufnehmenden festen und einem aufgesetzten drehbaren Teil.
Aus dieser Art entwickelte sich die Turmmühle, die wir heute noch vor allem im Mittelmeerraum sehen können - ein gemauerter Körper mit aufgesetzten beweglicher Kappe - die Art, die auch Don Quijote bekämpfte. Die modernste Windmühlenart ist die Holländermühle - ein meist achteckiger Körper mit ebenfalls drehbarer Kappe.
Im 11. Jahrhundert gab es in Europa die ersten Mühlen. Experten vermuten, dass die Erfindung aus arabischen Ländern importiert wurde. Aus simplen Mahlsteinen (4000 v. Chr.) und dem Wasserrad (3000 v. Chr.) wurde die Wassermühle, die der römische Architekturphilosoph Vitruv im Jahr 10 v. Chr. beschrieb.
Lange dauerte es, bis sich die Müller auf den Wind als Energiequelle besannen. Die erste Windmühle wird im Jahr 1180 in der Normandie erwähnt. Schnell verbreitete sich von dort die neue Technik in Europa. Den Anfang machte die Bockwindmühle. Das ganze Gebäude war drehbar auf einem Bock gelagert und konnte schnell abgebaut und an einem anderen Ort wieder aufgebaut werden. Nur der Bock blieb zurück.
Eine stabilere Variante war die Paltrockmühle - sie entsprach der Bockwindmühle, nur wurde das Gebäude auf Rollen gelagert. Eine echte Neuerung stellte die Kokerwindmühle dar: Sie bestand aus einem das Mahlwerk aufnehmenden festen und einem aufgesetzten drehbaren Teil.
Aus dieser Art entwickelte sich die Turmmühle, die wir heute noch vor allem im Mittelmeerraum sehen können - ein gemauerter Körper mit aufgesetzten beweglicher Kappe - die Art, die auch Don Quijote bekämpfte. Die modernste Windmühlenart ist die Holländermühle - ein meist achteckiger Körper mit ebenfalls drehbarer Kappe.



