Prinzip der Stromerzeugung mittels Windkraft - So wird aus Windenergie elektrischer Strom

Wer schon einmal die zerstörerische Wirkung eines starken Sturmes oder gar eines Orkanes beobachten konnte, wird sicherlich keinen Zweifel daran haben, dass Wind bereits eine Form von Energie darstellt. Die Bilder des über große Teile verwüsteten New Orleans nach Hurrikane Katrina im Jahr 2005 noch dürften jedem in Erinnerung sein.

Wenn Wind vorliegt, dann ist Luft mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Bewegung. Da Luft wiederum nicht anderes ist, als ein Gemisch aus verschiedenen Gasen (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff), deren Moleküle über eine Masse verfügen, ist im Falle von Wind also eine Masse mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Bewegung.

Wenn eine Masse in Bewegung ist, liegt die Energieform kinetische Energie (Bewegungsenergie) vor.

Diese "kinetische Energie" des Windes kann sich der Mensch auf direktem Wege nutzbar machen, in dem diese Energie quasi aufgefangen wird und zur Fortbewegung genutzt wird, wie es zum Beispiel bei Segelschiffen praktiziert wird.

Um aus der kinetischen Energie des Windes jedoch elektrischen Strom zu erzeugen, muss diese Form der Energie in eine andere Energieform überführt werden.

In der Praxis wird dieses mittels Windkraftanlagen realisiert, die nach folgendem Prinzip arbeiten:

Windrad Windkraftanlage
Windrad
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Umwandlung der kinetischen Energie in Rotationsenergie

Vorne an der drehbaren Gondel einer Windkraftanlage befinden sich die Rotorblätter, die stets zum Wind ausgerichtet sind. Diese Rotorblätter fangen die kinetische Energie des Windes auf und geraten hierbei in Rotation. Die kinetische Energie wird somit also in eine Rotationsenergie umgewandelt.

Nutzung der Rotationsenergie zum Antrieb von Generatoren

Die rotierenden Rotorblätter einer Windkraftanlage treiben nun eine Welle an, die sich im Inneren der Gondel befindet. Mittels der Rotationsenergie der Welle wird an der Rückseite der Gondel ein Generator betrieben, der letztlich die Rotationsenergie in elektrischen Strom überführt.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass sich innerhalb der Gondel einer Windkraftanlage u.a. auch noch ein Bremssystem befindet, um die Rotoren stoppen zu können, wenn beispielsweise zu viel Wind vorliegt und die mechanische Belastung für die Windkraftanlage somit zu hoch werden würde.

Einspeisen des Stromes in das öffentliche Netz

Um den vom Generator erzeugten elektrischen Strom auch nutzen zu können, führt vom Generator eine Verkabelung durch den Turm einer Windkraftanlage mit deren Hilfe der Strom letztlich in das öffentliche Stromnetz eingespeist und genutzt werden kann.

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Zusammenfassung

Hier erfahren Sie, welches physikalische Prinzip hinter der Gewinnung von Strom aus Wind steckt.

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