Entwicklungsgeschichte der Windenergie

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Abgrenzung und Herangehensweise an die Problemstellung

2 Konkretisierung der Windenergie

3 Wandel der Windenergienutzung in den letzten Jahrtausenden

4 Nutzung von Windenergie im 21. Jahrhundert
4.1 Treibende Faktoren
4.2 Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Windenergie
4.2.1 Stromerzeugungsbeiträge der Windenergie
4.2.2 Installierte Leistung der Windenergie
4.2.3 Gesamtwirtschaftliche Effekte in Deutschland

5 Kritische Würdigung der dt. Windenergienutzung
5.1 Chancen und Risiken der dt. Windenergie
5.1.1 Aus Sicht der Bundesregierung
5.1.2 Aus Sicht der betroffenen Unternehmen
5.1.3 Aus Sicht der Bevölkerung und des Ökosystems
5.2 Gegenüberstellung von Onshore-, Offshore- und Repowering-WEA
5.2.1 Kritische Betrachtung von Onshore-WEA
5.2.2 Kritische Würdigung von Offshore-WEA
5.2.3 Kritische Betrachtung von Repowering-WEA

6 Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Anteile erneuerbarer Energien am Energieverbrauch von 1998 bis 2007

Abb. 2: Stromerzeugungsbeiträge der Windenergie von 1990 bis 2007

Abb. 3: Installierte Leistung zur Stromerzeugung und Anzahl der WEA von 1990 bis 2007

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Abgrenzung und Herangehensweise an die Problemstellung

Klima- und Ressourcenschutz sind seit geraumer Zeit aktuelle nationale und internatio-nale Themen. Der ökologisch und ökonomisch vernünftige Ausbau der erneuerbaren Energien ist ein wichtiges Element der heutigen dt. Klimaschutz- und Energiepolitik. Das 21. Jahrhundert ist ein Zeitalter der Energieinnovationen in den Bereichen Energie-effizienz, Energieeinsparung und Nutzung erneuerbarer Energien. Die Windenergie stellt einen solchen Innovationsmotor dar.^[1] Die seit 1998 eingeleitete Energiewende hat mit dem geplanten Atomausstieg, den Gesetzen für den verstärkten Ausbau erneuerba-rer Energien, dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sowie mit dem Emissionshandel u.v.m. die ersten Weichen in diesem Zusammenhang in Deutschland gestellt.^[2]

Unter erneuerbaren Energien werden nachhaltige Energiequellen verstanden, die sich laufend erneuern, sehr lange zur Verfügung stehen und damit unerschöpflich sind. Die Windenergie zählt zu den erneuerbaren Energien.^[3] Die kinetische Energie von Winden wurde in der Vergangenheit z.B. als mechanische Energie in Windmühlen zum Antrieb von Mahlsteinen und Schöpfrädern genutzt.^[4] Windenergie stellt heutzutage eine dyna-misch wachsende Energiequelle dar. Die Strömungsenergie des Windes kann mit Hilfe von Windenergieanlagen (WEA) in mechanische bzw. elektrische Energie umgewandelt und somit zur Stromerzeugung eingesetzt werden.^[5]

Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die Entwicklungsgeschichte der dt. Windenergie darzustellen und ausgewählte Aspekte kritisch zu würdigen. Technische Aspekte blei-ben außen vor. Zu Beginn wird kurz dargestellt, was unter Windenergie verstanden wird und wie sie entsteht. In Kapitel 3 wird aufgezeigt, wie sich die Nutzung der Wind-energie im Verlauf der Jahrtausende verändert hat. Die Ursachen für den Wandel der Nutzungsmöglichkeiten, die Ausmaße und mögliche zukünftige Entwicklungen werden in Kapitel 4 dargestellt. In Kapitel 5 werden einerseits die Chancen und Risiken der Windenergie aufgezeigt. Andererseits werden die derzeit zu findenden Formen von WEA, wie Onshore-, Offshore- und Repowering-WEA, kritisch miteinander verglichen. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse.

2 Konkretisierung der Windenergie

Neben direkter Sonnenenergie zählt auch umgewandelte Strahlungsenergie zu den er-neuerbaren Energien. Bei der Windenergie handelt es sich um eine Form der umge-wandelten Strahlungsenergie. Alle erneuerbaren Energien sind kohlendioxidneutral, d.h. sie emittieren entweder kein Kohlendioxid oder nicht mehr als sie während ihrer Ent-stehung aufgenommen haben.^[6]

Die Neigung der Erdachse zur Sonnenumlaufbahn und die Erdrotation führen zu einer ungleichmäßigen Einstrahlung der Sonnenenergie auf die Erdoberfläche. Folglich kommt es zu einer unterschiedlichen Erwärmung der Atmosphäre und der Wasser- und Landmassen. In der Luft entstehen Temperatur- und damit auch Druckunterschiede. Ergebnis sind Hoch- und Tiefdruckgebiete, die zu großräumigen Luftströmungen, die als Winde bezeichnet werden, führen. Da sich die Erde dreht, werden die vom Hoch- in ein Tiefdruckgebiet fließenden Luftmassen von der aus der Rotation resultierenden Corioliskraft beeinflusst. Die Luft kann von daher nicht gradlinig zum Ziel strömen. Auf der Nord- und Südhalbkugel bilden sich stattdessen Wirbel mit jeweils entgegen-gesetzter Drehrichtung. Neben globalen Störungen können aber auch lokale Einflüsse, Winde entstehen lassen. Die verschiedenen Wärmekapazitäten von Wasser und Land tragen dazu bei, dass sich das Land tagsüber schneller und intensiver erwärmt als das Wasser. Die Warmluft dehnt sich aus und steigt auf Grund abnehmender Dichte nach oben. Von der Meeresseite strömt nun kühlere und damit schwere Luft in den freiwer-denden Raum nach. Nachts findet der Vorgang umgekehrt statt. D.h. die Landober-fläche kühlt dann schneller ab als das Meer. Die Luft über dem Land wird dichter und strömt in Seerichtung. In den unteren Luftschichten wird die Stärke des Windes durch die Beschaffenheit der Erdoberfläche und deren Rauhigkeit beeinflusst. Über dem Wasser kann die Luft auf Grund der geringen Reibung ungebremst strömen. In Folge dessen kommt es vor allem in Küstengebieten zu regelmäßigen und starken Winden. Der Strömungsverlauf wird aber auch von Gebäuden und anderen Hindernissen beein-trächtigt. In Bodennähe steigen die Windgeschwindigkeit und die Stetigkeit der Strö-mung mit der Höhe an. Auf Grund der Bodenrauhigkeit und den vertikal unterschied-lichen Lufttemperaturen weht der Wind nie gleichmäßig, sondern immer in mehr oder minder starken Böen.^[7]

[...]

^[1] Vgl. BMU, BMU-Themenpapier: Windenergie, 2006, S. 3, download unter http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/themenpapier_wind.pdf (Abruf: 01.08.08).

^[2] Vgl. BMU, Konferenz zum Thema "Energiestandort Deutschland 1998-2008“, 2008, download unter http://www.bmu.de/klimaschutz/downloads/doc/42187.php (Abruf: 12.09.08).

^[3] Vgl. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Lexikon Erneuerbare Energien , 2008, download unter http://www.thema-energie.de/service/lexikon.html (Abruf: 15.08.08).

^[4] Vgl. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Lexikon Windenergie, 2008.

^[5] Vgl . Hennicke, P./Fischedick, M., Erneuerbare Energien, 2007, S. 48.

^[6] Vgl. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Lexikon Erneuerbare Energien, 2008.

^[7] Vgl. FINO 2 - Messplattform zur Erforschung der westlichen Ostsee, download unter http://www.fino2.de (Abruf: 15.08.08).