Diese Arbeit soll im Folgenden aus dem Bereiche der, zur Verbrennung fossiler Brennstoffe oder atomaren Energiegewinnung alternativen, Energiequellen- bzw. Energieträgernutzer den Typ der Windkraftanlage genauer darstellen. Die Wichtigkeit der Auseinandersetzung mit dem Thema der Nutzung der natürlichen, erneuerbaren Energieträger wie Wind, Sonnenlicht und Wasserkraft, die uns quasi unbegrenzt zur Verfügung stehen, liegt in eben dieser Unbegrenztheit, die sie deutlich von den zur Neige gehenden fossilen Brennstoffen abhebt. Bedingt durch die begrenzten Ölressourcen der Erde sowie die politische Diskussion um den Ausstieg aus der Nutzung der atomaren Energie, erleben in Deutschland die Windkraftanlagen einen regelrechten Boominnerhalb der letzten 15 Jahre hat sich die Zahl der installierten Windkraftanlagen, auch als Windenergieanlagen bezeichnet, allein im Bundesland Schleswig-Holstein von 500 auf über 2500 Stück erhöht, mit einem prognostiziertem Wachstum von 15% bis 20% pro weiterem Jahr, mit der Tendenz, 2010 50% des Energiebedarfs aus Windkraft decken zu können. 1 Fährt man heute einmal die deutsche Nordseeküste ab, so hat sich die Küstenlandschaft in den letzten 15 Jahren sehr verändert, das flache Grün ist mancherorts mit einem weißen Wald durchsetzt, den die großen Windparks darstellen, die in diesen windigen Gegenden optimalen Bedingungen ausgesetzt sind. Bevor wir uns allerdings der Frage zuwenden, wie es hat soweit kommen können und wie eine solche einzelne Windkraft- oder Windenergieanlage aufgebaut ist und funktioniert, ist es wichtig, einige grundlegende Begriffe näher zu erläutern, aus denen sich der Begriff der Windkraft- bzw. Windenergieanlage zusammenfügt, um einen Zugang zu diesem Wortgefüge und, im weiteren Text, nach einem kurzen historischen Rückblick, auch zu der Anlage an sich bekommen zu können. Werden im Allgemeinen beide zutreffenden Begriffe für die Windkraftanlage bzw. Windenergieanlage verwandt, so beschränkt sich der vorliegende Text aus Gründen der Einfachheit hauptsächlich auf den Terminus Windkraftanlage. [...]
Inhaltsverzeichnis
1.0 Einführung
1.1 Alternative Energiequellen
1.2 Begriffsdefinition Wind
1.3 Begriffsdefinition Kraft
1.4 Begriffsdefinition Energie
1.5 Begriffsdefinition Anlage
1.6 Begriffsdefinition Generator
2.0 Die Geschichte der Windkraftanlagen
2.1 Der Begriff der Windkraftanlage
2.2 Die geschichtlichen Anfänge der Windkraftnutzung
2.3 Versuche, Pläne, Utopien 1930-1940
2.4 Windkraftanlagen heute
3.0 Aufbau und Funktion einer modernen Windkraftanlage
3.1 Hauptbaugruppen und deren Funktion
3.2 Besonderheiten und Probleme
4.0 Zukunftsperspektiven und Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die technische Entwicklung und Funktionsweise von Windkraftanlagen als alternative Energiequelle. Dabei steht die historische Evolution von den ersten mechanischen Windmühlen bis zu modernen Windenergieanlagen sowie die technische Analyse der einzelnen Hauptbaugruppen im Vordergrund.
- Alternative Energiequellen und ihre Bedeutung für die Energiewende
- Historische Entwicklung, gescheiterte Konzepte und Utopien der Windkraftnutzung
- Aufbau und technische Funktionsweise moderner Windkraftanlagen
- Herausforderungen wie Umweltschutz, Standortwahl und technische Grenzbereiche
Auszug aus dem Buch
2.3 Versuche, Pläne, Utopien 1930 – 1940
Der Fundus der Ideen und Konzepte der Kombination von Windkraft und elektrischer Energie ist gewaltig. Hunderte Wissenschaftler und Erfinder versuchten das ideale Konzept zu finden, die maximale Ausbeute der Energie des Windes zu ermöglichen. Im Folgenden wird eine kleine Auswahl gescheiterter Konzepte und Utopien ebenso beleuchtet wie die Entwicklung des schlussendlich zu unseren heutigen Anlagen führenden Typus Windkraftanlage. Beginnen wir mit den Plänen Hermann Honnefs. „Am 24. Februar berichtete der Völkische Beobachter von einem Aufsehen erregenden Vortrag am 06. Februar 1932 im Physikalischen Institut der TH Charlottenburg“18. Vor einem Publikum von Fachleuten und VIPs aus Politik und Wirtschaft stellt der Ingenieur Hermann Honnef derart „monströse“ Pläne und Skizzen vor, die das Auditorium noch jahrelang beschäftigen sollten. Seinen Plänen zufolge hätte ganz Deutschland durch Realisierung eines Bauprojektes von 60 „Höhenwind-Kraftwerken“ mit günstigem Strom versorgt werden sollen. Deren beeindruckende Ausmaße von 430m Höhe, drei Turbinen mit Durchmesser von 160 Metern und einer Gesamtleistung von 60.000 kW untermauerte er mit zahlreichen Bildern und Berechnungen, sodass ihm schließlich vom Reichsverkehrsministerium „unter Zurückstellung aller Bedenken“19 der Bau einer kleineren Versuchsanlage genehmigt wurde. Honnef war sich sicher, dass ausschließlich Windenergieanlagen, deren Gesamtleistung hoch genug war, eine Konkurrenz für die bestehenden Kohlekraftwerke darstellen konnten. Hierzu waren seiner Meinung nach drei Vorraussetzungen zu erfüllen:
Zusammenfassung der Kapitel
1.0 Einführung: Die Einleitung erläutert die Bedeutung alternativer Energien im Kontext fossiler Brennstoffknappheit und definiert die für das Verständnis notwendigen Fachbegriffe.
2.0 Die Geschichte der Windkraftanlagen: Dieses Kapitel zeichnet die Entwicklung von der historischen Windmühle über visionäre Konzepte der 1930er Jahre bis hin zum dänischen Konzept der modernen Windkraftanlage nach.
3.0 Aufbau und Funktion einer modernen Windkraftanlage: Hier wird der mechanische Aufbau, insbesondere von Gondel und Turm, sowie die aerodynamische Funktionsweise der Auftriebsläufer detailliert beschrieben.
4.0 Zukunftsperspektiven und Fazit: Das Fazit bewertet die Rolle der Windkraft als ergänzenden Energieträger und diskutiert die Potenziale der Offshoretechnik sowie physikalische Grenzen.
Schlüsselwörter
Windkraftanlage, Windenergieanlage, Erneuerbare Energien, Windmühle, Windgenerator, Auftriebsläufer, Hermann Honnef, Offshoretechnik, Stromerzeugung, Aerodynamik, NIBE, Maschinenstrang, Pitchregelung, Umweltschutz, Energiewende.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Hausarbeit behandelt die maschinenbaulichen Grundlagen und die historische Entwicklung von Windkraftanlagen als alternative Energiequelle.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Begriffsdefinitionen im Kontext der Energiegewinnung, die Geschichte der Windenergienutzung, der technische Aufbau moderner Anlagen sowie ökologische Herausforderungen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise einer Windkraftanlage sowie die Einordnung ihrer historischen und technischen Entwicklung.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse und der Auswertung historischer Konzepte und technischer Grundlagen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die historische Entwicklung, beleuchtet gescheiterte Utopien (wie die Höhenwindkraftwerke von Honnef) und erläutert den Aufbau der Hauptbaugruppen moderner Windkraftanlagen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Begriffe wie Windenergieanlage, Auftriebsläufer, Windgenerator, Offshoretechnik und Energiewende beschreiben den Kerninhalt am besten.
Warum wird im Text Hermann Honnef so ausführlich behandelt?
Honnef steht exemplarisch für die visionären, wenn auch utopischen Ingenieurspläne der 1930er Jahre, die trotz ihrer Unrealisierbarkeit den damaligen wissenschaftlichen Diskurs stark prägten.
Was ist der Unterschied zwischen den "NIBE-Zwillingen"?
Die NIBE A und NIBE B wurden als Vergleichsanlagen konzipiert, wobei eine auf dem "Stall-Regelungs"-Konzept und die andere auf einer Pitch-Regelung basierte.
Warum gelten Windkraftanlagen heute als "Auftriebsläufer"?
Weil sie die Windenergie nicht durch direkten Winddruck, sondern durch ein aerodynamisches Profil erzeugen, das einen Auftriebseffekt nutzt – ähnlich wie bei Flugzeugtragflächen.
Welches Problem stellt die sogenannte "Kabelstrangentwirrung" dar?
Bei häufigen Drehungen der Gondel in eine Richtung können sich die elektrischen Kabel im Turm verdrillen, weshalb die Anlage in eine neutrale Position zurückkehren muss, um die Kabel zu entwirren.
- Citation du texte
- Sven Hosang (Auteur), 2005, Windkraftanlagen – Entwicklung, Aufbau, Funktion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/67210
