Was ist Windkraft?

Windkraft oder Windenergie beschreibt den Prozess, bei dem der Wind zur Erzeugung von mechanischer Energie oder Strom genutzt wird. Windkraftanlagen wandeln die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie um. Diese mechanische Kraft kann für bestimmte Aufgaben genutzt werden (z. B. zum Mahlen von Getreide oder zum Pumpen von Wasser), oder sie kann von einem Generator in Strom umgewandelt werden.

Sie können erfahren, wie Windturbinen Strom erzeugen und eine Illustration der Komponenten im Inneren einer Windturbine sehen, oder eine Windkraft-Animation ansehen, die zeigt, wie die bewegte Luft die Flügel einer Windturbine dreht und wie die internen Komponenten arbeiten, um Strom zu erzeugen.

Größen und Anwendungen von Windturbinen

Windturbinen können sowohl Energie für den Eigengebrauch als auch für den Export zum Verkauf liefern. Der Energiebedarf bestimmt die Größe der Turbine.

Die Wirtschaftlichkeit von Windturbinen wird maximiert, wenn die Projektgröße so ausgelegt ist, dass sie dem Energiebedarf der Last entspricht und gleichzeitig Größenvorteile und die Erfolgsbilanz der Anlagen genutzt werden. Die Energienutzung vor Ort in Wohngebäuden erfordert eine kleine Turbine (in der Regel weniger als 10 Kilowatt (kW)), die die Energiemenge erzeugen kann, die das Haus für den täglichen Betrieb benötigt. Mittelgroße Anlagen können genug Energie erzeugen, um größere kommerzielle Vor-Ort-Lasten zu decken. Anlagen im Versorgungsmaßstab, die die Stromerzeugung im Verhältnis zum Platzbedarf und zu den Kosten maximieren, eignen sich am besten für Projekte im Versorgungsmaßstab.

Unabhängig von der Projektgröße müssen Projekte, die an das Stromnetz angeschlossen werden, von den Versorgungsunternehmen genehmigt werden, und es können Studien über die Auswirkungen auf das Stromnetz erforderlich sein, bevor mit dem Bau begonnen werden kann.

Energieverbrauch vor Ort in Wohngebäuden (<10 kW)

Kleine Turbinen für Wohngebäude erzeugen etwa so viel Energie, wie ein Haus benötigt. Da diese Turbinen in der Regel auf kürzeren Türmen installiert werden, müssen Sie eine Standortbewertung vornehmen lassen, um zu bestimmen, wo das Projekt aufgestellt werden soll, damit es wie geplant funktioniert. Diese Windturbinen werden mit Bargeld gekauft, so dass die Kapitalrendite zwar wichtig sein kann, aber nicht immer ausschlaggebend dafür ist, ob ein Projekt realisiert wird. Viele Staaten bieten Anreize für diese Art von Anlagen. Windturbinen für Wohnhäuser rechtfertigen in der Regel keine detaillierte Bewertung der Ressourcen vor Ort.

Kleine kommerzielle Vor-Ort-Energienutzung (10-50 kW)

Diese Art von Windturbinen erzeugt mehr Strom als ein durchschnittliches Haus verbraucht, kann aber gut für kleine Unternehmen, Bauernhöfe, Ranches, Einrichtungen wie Schulen, Bürogebäude oder Teile eines Campus oder öffentliche Einrichtungen wie Krankenhäuser geeignet sein. Diese Turbinenklasse weist in der Regel ein höheres Maß an maschineller Raffinesse auf, was zu einer höheren Effizienz und Stromerzeugung führt, aber auch einen höheren Wartungsaufwand erfordert. Diese Turbinen sind jedoch in der Regel weniger wartungsintensiv als größere Anlagen. Diese Maschinenklasse kann so viel wie ein Haus kosten und ist die kleinste Projektgröße, die finanziert werden könnte, was eine Prüfung durch den Kreditgeber erfordern würde. Projekte dieser Größe können auch eine Ressourcenbewertung vor Ort erforderlich machen, aber oft können Projekte durch Messungen in der Nähe und erfahrene Standort- und Projektmodellierung vorangebracht werden.

Gewerbliche Energienutzung vor Ort (50-250 kW)

Diese Windturbinenklasse erzeugt gewerbliche Strommengen und kann gut mit Campusanlagen, größeren Einrichtungen, Gemeinden und größeren kommunalen öffentlichen Lasten kombiniert werden. Diese Windturbinenklasse weist viele technische und betriebliche Merkmale von Großanlagen auf und wird häufig auf Türmen installiert, die besondere Genehmigungen und eine Abstimmung mit anderen Regulierungsorganisationen oder -behörden erfordern. Diese Turbinen stellen oft eine beträchtliche Kapitalinvestition dar und erfordern daher die Genehmigung von Unternehmen oder Institutionen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Anlagenmanager bei der Entwicklung von Projekten dieser Größenordnung mit Finanzakteuren zusammenarbeiten. Diese Projekte erfordern eine erfahrene und detaillierte Projektmodellierung unter Verwendung von Daten über Windressourcen vor Ort oder in der Nähe.

Große gewerbliche oder industrielle Energienutzung (500 kW-1,5 MW)

Diese Windturbinenklasse liegt am oberen Ende der mittelgroßen Anlagen und eignet sich gut für Gemeinden und sehr große industrielle Lasten vor Ort und kann in bestimmten Situationen sogar die Grundlage für kleine Windparks bilden. Diese Anlagenklasse unterscheidet sich in der Regel technologisch nicht von Großanlagen. Die Türme sind oft höher als 200 Fuß und müssen mit einer Hindernisbefeuerung ausgestattet werden. Projekte dieser Größe bedürfen der Einbeziehung der Gemeinde und der Unterstützung oder Genehmigung auf allen Ebenen. Außer in sehr ungewöhnlichen Situationen wird diese Klasse in der Regel von kommerziellen Kreditgebern finanziert, die eigene Due-Diligence-Anforderungen stellen und daher Durchführbarkeitsstudien und Vor-Ort-Ressourcenbewertungskampagnen benötigen.

Energienutzung im Nutzmaßstab (1,5-7,5 MW)

Windturbinen im Nutzmaßstab werden zwar gelegentlich auch am Ort des Verbrauchs installiert, aber im Allgemeinen in großen Gruppen, die Energie für den Verkauf erzeugen. Es handelt sich dabei um hocheffiziente, hochmoderne Windturbinen, die mit außergewöhnlich hoher Verfügbarkeit arbeiten und Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten im Kraftwerksmaßstab erzeugen. Diese großen Turbinen haben Rotoren mit einem Durchmesser von mehr als 250 Fuß und sind auf hohen Türmen installiert, die eine Meldung von Luftfahrthindernissen und eine Beleuchtung erfordern. Aufgrund ihrer Größe und des Umfangs der Anlagen erfordern Windturbinen im Versorgungsmaßstab eine Koordinierung von Umwelt, Versorgungsunternehmen und Öffentlichkeit auf höchster Ebene. Windparks für Versorgungsunternehmen erfordern anspruchsvolle Ressourcenbewertungen, rechtliche und finanzielle Due-Diligence-Prüfungen, die Integration von Versorgungsunternehmen und die Finanzierung, die für sehr große Investitionsanlagen wie Flughäfen typisch sind.