Windenergie: Von der Getreidemühle zur Stromerzeugung

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Persische-Windmühle

Dieses Modell einer persischen Windmühle ist im Deutschen Museum München zu sehen. Foto: commons.wikimedia.org/Saupreiß

Zum heutigen Tag des Windes finden weltweit  Veranstaltungen rund um das Thema Windenergie statt. Da ich mich für Technikgeschichte interessiere, habe ich mir die Frage gestellt, wie lange die Menschen die Windkraft schon für ihre Zwecke nutzen.

Der älteste bekannte Windmühlentyp aus dem 7. Jahrhundert stammt aus Persien (heute Iran). Damals trieb die Windkraft einen Mühlstein an, der unterhalb einer senkrecht stehenden Rotorwelle befestigt war.

Bei der Antriebsform handelt es sich um einen sogenannten Widerstandsläufer. Dabei wird dem Wind eine Fläche entgegengestellt, die ihn bremst, und es entsteht eine Kraft, die die Fläche in Windrichtung weiterschiebt. Widerstandsläufer können sich maximal so schnell bewegen wie der Wind selbst. Ein praktisches Beispiel für diese Antriebsform ist das Schalenanemometer  zur Messung von Windgeschwindigkeiten.

Rund 300 Jahre später nutzten die Chinesen die Windkraft zur Wasserversorgung, zur Bewässerung von Feldern, aber auch zur Salzgewinnung. Eine Besonderheit der chinesischen Windräder sind Stoffflügel, die an einem Holzgestell befestigt werden. Diese können sich entsprechend der Windströmung ausrichten.

Windmühle

Der klassische Fall: Ist der Wind stark genug, drehen sich die Flügel der Mühle, und das Korn wird gemahlen. Foto: pixelio.de/H. Thimm

Die Europäer begannen im 12. Jahrhundert, mit Hilfe der Windenergie Getreide zu mahlen. Die Bockwindmühle war die erste Anlage mit einer horizontalen Drehachse und hat ihren Ursprung in Belgien und Nordfrankreich. In der Lausitz können wir bis heute diese alte Technik bestaunen.

Die europäischen Windräder arbeiteten – im Gegensatz zu den persischen und chinesischen – nach dem Auftriebsprinzip. Die Auftriebskraft entsteht durch Druckunterschiede. Auf der oberen gewölbten Seite des Flügels herrscht ein Unterdruck, da die Luft aufgrund des längeren Weges schneller fließen muss,  unterhalb des Flügels dagegen ein Überdruck.

Das erste Windrad, das sich bei Sturm selbständig aus dem Wind drehen konnte, entwickelte 1854 der amerikanische Ingenieur Daniel Halladay. Die sogenannte Western-Windmühle diente als Pumpenantrieb für die Be- und Entwässerung.

Aber nicht nur in Asien oder Amerika, sondern auch ganz in der Nähe meines Wohnortes wurde ein Stück Geschichte geschrieben. 1864 errichtete der Zimmermann und Bauer Johann Schubert in der Gemarkung Podemus, die heute zur Dresdner Ortschaft Mobschütz gehört, die weltweit einzigartige Scheunenwindmühle zum Schroten von Getreide. Bei diesem Anlagentyp strömt der Wind – wie in einem Kanal – direkt durch das Gebäude. Ein Nachbau dieser historischen Windmühle steht heut in Saalow (Brandenburg).

Durch die kommerzielle Nutzung der elektrischen Energie ab 1882 entwickelten sich neben der mechanischen Energieerzeugung weitere Anwendungsmöglichkeiten. So kamen  in der Schifffahrt windgetriebene Generatoren zum Einsatz. In Deutschland plante unter anderem Erfinder Hermann Honnef bereits in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts große Windkraftanlagen. Der Zweite Weltkrieg verhinderte jedoch deren Bau.

Aufgrund niedriger Kohle- und Ölpreise  fehlten nach dem Zweiten Weltkrieg die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, um Windkraftanlagen zu errichten. Dennoch wurde in Europa an Großwindanlagen weitergetüftelt. Der Windenergiepionier Ulrich Hütter entwickelte 1957 das Urmodell aller modernen Windkraftanlagen – die StGW-34. Der Rotordurchmesser  betrug 34 Meter, die maximale Leistung 100 Kilowatt.

Windpark

Wegen Platzmangels an Land werden zunehmend Windparks im Meer errichtet. Foto: obs/windcomm.de

1987 ging in der Gemeinde Kaiser-Wilhelm-Koog (Schleswig-Holstein) der erste Windpark Deutschlands mit 30 Anlagen in Betrieb. Da der Platz für Windparks an Land begrenzt ist, wurden ab 1990 Windkraftanlagen auch im Meer gebaut – sogenannte Offshore-Windparks.

Die erste Anlage entstand 1990 in Schweden. Ein Jahr später errichteten die Dänen einen Windpark mit elf Anlagen. In Deutschland gibt es erst seit 2004 Windkraftanlagen im Meer.

Weil die Technik ständig weiterentwickelt wird, geht der aktuelle Trend dahin, zahlreiche ältere Anlagen durch neue und leistungsfähigere Anlagen zu ersetzen. Dieser Vorgang wird als „Repowering“ bezeichnet.

Mit dem deutschen Gesetz über die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien ins öffentliche Netz (Stromeinspeisungsgesetz) begann 1990 die staatliche Förderung der Windenergie. Im Jahr 2001 – mit Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) – verbesserten sich die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für den Ausbau der Windkraft weiter. Ende 2003 standen rund zwei Drittel der europäischen Anlagen in Deutschland.

ENSO-Windenergieanlage-Wachau

In Wachau drehen sich seit vier Jahren zwei ENSO-Windräder.

Auch ENSO setzt auf erneuerbare Energien wie die Windkraft. Im November 2011 haben wir in der Gemeinde Wachau im Landkreis Bautzen zwei Anlagen in Betrieb genommen. 2014 kam noch eine in Mohorn, einem Ortsteil der Kleinstadt Wilsdruff, dazu.

Nach Angaben des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) lieferten Windkraftanlagen im vorigen Jahr 9,1 Prozent der Brutto-Stromerzeugung in Deutschland. Insgesamt lag der Anteil an erneuerbaren Energien bei 26,2 Prozent.

Im Interesse einer nachhaltigen Energieversorgung hat die Bundesregierung das Ziel vorgegeben, bis zum Jahr 2025 40 bis 45 Prozent des Bruttostromverbrauchs über erneuerbare Energien zu decken.

Die Windenergie kann wesentlich dazu beitragen, dieses Ziel zu erreichen. Zu einem Streifzug durch die Geschichte der Windkraft vom Altertum bis in die Gegenwart lädt dieses Video ein:

Der Tag des Windes ist eine gute Gelegenheit, auf ihre ökologischen und ökonomischen Vorteile aufmerksam zu machen. 2007 wurde der Wind Day als europäischer Aktionstag von der European Wind Energy Association ins Leben gerufen.

Durch die Beteiligung des Global Wind Energy Council – dem internationalen Fachverband der Windenergiebranche – wird seit 2009 der Global Wind Day begangen. Ziel der Fachverbände ist es,  die Windenergie als alternative Stromerzeugung zum festen Bestandteil des Energiemarktes zu machen.

 

Veröffentlicht von Katja Weinhold am 15. Juni 2015 11:59 in Energie, Erneuerbare Energien, Umwelt

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