Wir beteiligen uns am 19. 9. 2024 mit einem eignen Stand auf der Kinderolympiade in Böblingen. Kinder können mit einem Blasebalg ein kleines Windrad antreiben. Das Windrad ist mit einer Spule verbunden, die dann ein kleines Spielzeugauto heranzieht. Wenn das Auto sein Ziel erreicht hat, bekommt das Kind seinen Stempel.
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Bürgerwindparkpetition beim NABU
Kurzinfo: Auch der NABU Sindelfingen-Böblingen und Umgebung berichtet auf seinen Seiten über die Petition zum Windpark in Bügerhand:
https://www.nabu-sifi-bb.de/2024/06/27/initiative-b%C3%BCrger-windpark-bb14/
Petitionsübergabe Bürgerenergie (Zwischenstand)
Am Mittwoch, den 3. Juli 2024 hat Stadträtin Dorothea Bauer zusammen mit Karl-Heinz Rau den ersten Zwischenstand der Petition „Windkraft in Bürgerhand!“ an die 3 Bürgermeister aus Böblingen, Ehningen und Holzgerlingen übergeben. Karl-Heinz Rau ist Mitinitiator der Petition.
Zu diesem Zeitpunkt hatte die Petition schon knapp 900 Unterschriften gesammelt, wobei ca. 80% aus dem Kreis Böblingen stammen.
Die Petition läuft weiter bis zum Bewerbungsschluss am 24. 7. 2024. Sie können weiterhin Ihre Stimme abgeben und alle Details einsehen: 👉 https://openpetition.de/BB14 👈
Die Botschaft an die Bürgermeister war, dafür zu werben, dass bei der Auswahl möglicher Betreiber auch sehr bürgernahe Organisationen wie z.B. Energiegenossenschaften berücksichtigt werden. Bürgernahe Lösungen werden von der Bevölkerung oft besser angenommen. Zudem verbleiben Gewinne damit eher in der Region, was gut für die lokale Wirtschaft ist. Genossenschaftliche Lösungen bieten zudem ein aktives Mitbestimmungrsecht für Teilhabende. Das ist ein positiver Aspekt, den man nicht unterschätzen sollte, da so die Energiewende vor Ort zusammen mit den Bürgerinnen und Bürgern stattfinden kann.
Die Botschaft an Energiegenossenschaften ist: Hier gibt es eine stattliche Anzahl von Bürgerinnen und Bürgern, die sich wünschen, dass ein möglicher Windpark in „Bürgerhand“ sein soll. Bitte bewerben!
In der Presse
Windpark BB-14 in Bürgerhand?
Eine Petition für echten Bürgerwind auf BB-14 wurde von der „Bürgerwind-Initiativ-Gruppe Böblingen-Ehningen-Holzgerlingen“ gestartet:
👉 https://openpetition.de/BB14 👈
Ziel ist es die Vergabegruppe und Gemeinderäte der 3 Kommunen Böblingen, Holzgerlingen und Ehningen vom Windpark BB-14 in Bürgerhand zu überzeugen. Die Hauptforderung ist folgendermaßen formuliert:
Wir fordern eine Bürgerbeteiligung auf Augenhöhe und die mehrheitliche Kontrolle durch Bürgergenossenschaften. Dies stellt sicher, dass der Windpark langfristig dem Allgemeinwohl dient und nicht in die Hände internationaler Investoren fällt.
Stimmen Sie auch mit ab! Was halten Sie von einem Windpark BB-14 in Bürgerhand?
Einige Vorzüge einer genossenschaftlichen Bürgerwindanlage:
Dieses nachhaltige Investmentmodell vereint ökonomische Vorteile mit ökologischer Verantwortung und stärkt gleichzeitig unsere Gemeinschaft.
Erstens tragen die Mitglieder damit aktiv zum Klimaschutz bei. Die Windanlage erzeugt saubere, erneuerbare Energie und reduziert den CO2-Ausstoß erheblich. Dies entspricht nicht nur den aktuellen Umweltstandards, sondern setzt auch ein starkes Zeichen für kommende Generationen.
Zweitens stärkt dieses Projekt den Zusammenhalt in unserer Gemeinschaft. Teilhaber haben ein Mitspracherecht und können aktiv die Entwicklung der Anlage mitgestalten. Dieses Modell fördert das gemeinsame Engagement und die Verantwortung für unsere lokale Umwelt und Wirtschaft.
Drittens werden die Genossenschaftsmitglieder an den Gewinnen beteiligt. Durch die Einspeisung des erzeugten Stroms ins Netz werden Einnahmen generiert, die üblicherweise direkt an die Mitglieder ausgeschüttet werden. Das investierte Geld arbeitet somit nicht nur für die Bürger und Bürgerinnen, sondern auch für die Zukunft unserer Region.
Erfolgreicher Bürgerentscheid in Weil der Stadt
Wir freuen uns, dass der „Bürgerentscheid Nutzung kommunaler Flächen für Windenergieanlagen“ in Weil der Stadt vom 9. Juni 2024 mit großer Mehrheit (knapp 64%) angenommen wurde.
Folgendes stand zur Abstimmung:
Sind Sie dafür, dass die Stadt Weil der Stadt in ihrem Eigentum befindliche Flächen in den Windvorranggebieten BB-02 und BB-27 für die Entwicklung von Windenergieanlagen zur Verfügung stellt?
Direkt zum 👉 Wahlergebnis 👈
Danke an alle, die sich für Windenergie bei diesem Bürgerentscheid eingesetzt haben!
Transport von Rotorblättern im Wald
Als Grund gegen neue Windenergieanlagen im Wald hören wir oft das Argument, dass man extrem viele Bäume für den Transport von Rotorblättern im Wald abholzen müsse, da diese sehr lang und unhandlich seien. Ein anderer beliebter Einwand ist, dass man die Fahrwege zusätzlich übermäßig verbreitern müsse. Es ist klar, dass ein Transport der Rotorblätter im Wald komplexer ist als auf freier Fläche. Die Ingenieure waren aber nicht untätig und haben sich inzwischen viele Gedanken gemacht, wie man diese Probleme geschickt vermeiden oder zumindest minimieren kann. Wir wollen in diesem Beitrag beleuchten, wie das in der Praxis aussieht.
Wichtiges Hilfsmittel der Profis: Bladelifter
Ein Bladelifter ist ein fernsteuerbarer Spezial-Schwerlasttransporter, der ein komplettes Rotorblatt aufnimmt und dieses bis zum Einsatzort in selbst schwierigstem Gelände transportieren kann. Der Clou bei diesem Spezialgerät ist, dass das Rotorblatt bis 60° aufgestellt transportiert werden kann. Das reduziert den Platzbedarf im Wald dramatisch, wenn es um Kurven geht.
Der lange Weg der Rotorblätter
In diesem Artikel zum unteren Videobeitrag beschreiben die Tagesthemen, wie Rotorblätter über steile, unbefestigte und kurvige Waldwege auf eine Bergkuppe transportiert werden können. Selbst unerwartete Probleme aufgrund aufgeweichtem Weg konnten gelöst werden wie im Artikel beschrieben.
Quelle: https://www.tagesschau.de/multimedia/sendung/tagesthemen/video-1278384.html
Windrad-Bau: Unterwegs mit Schwertransport
Der folgende ZDF Beitrag zeigt wie die Herausforderungen einer Windradbaustelle im Schwarzwald gemeistert wurden.
Bladelifter im Einsatz
Im folgenden Videobeitrag wird ein Bladelifter in Aktion gezeigt. „Bladelifter werden angeschafft, um auch die Rotorblätter der neuesten Anlagengenerationen sicher durch schwieriges Gelände mit engen Kurvenradien und geringen Lichtraumprofilen zu den Windkraftbaustellen transportieren zu können.“
Die folgenden 2 Bilder sollen exemplarisch an einem 70 m Rotorblatt veranschaulichen, wie sehr man mit einem Anstellwinkel von 60° die effektive Länge des Transports reduzieren kann, sodass auch sehr kleine Kurvenradien befahren werden können. Das bedeutet, dass Waldwege, die für den Holztransport geeignet sind, in der Regel auch ohne große Veränderungen für den Rotorblatttransport genutzt werden können.
Reale Waldweg-Beispiele
Linkes Bild: Typischer Waldweg im BB-14 Gebiet
Rechtes Bild: Für den Windradtransport genutzter Waldweg im Windpark Geisberg (auf dem Foto hinten in Verlängerung des Weges und rechts oben hinter den Bäumen zwei Windräder erkennbar)
Anmerkung: Beim Bau des Windparks Geisberg wurde kein Bladelifter genutzt, da die Waldwege mit gewöhnlichen Schwertransportern befahren werden konnten (siehe https://www.windpark-geisberg.de/userfiles/gallery/01/galerie01_15.jpg )
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Festival FÜR DIE ERDE
Am Samstag, den 27. 04. 2024 waren wir mit einem Stand auf dem 2. „Festival FÜR DIE ERDE“ in Böblingen vertreten. Das Wetter war sehr schön und getreu unserem Haptthema „Windkraft“, bekam unser Stand die Kraft des Windes 💨 immer wieder zu spüren. Auch unsere Flyer machten ihrem Namen alle Ehre!
Unser Auftritt auf dem „Festival FÜR DIE ERDE“ war gelungen. Entsprechend waren im Tageslauf auch viele Menschen da und es gab viele Gespräche. Viel Zuspruch – aber auch einige Skeptiker suchten das Gespräch. Aus den Gesprächen konnten wir unter anderem mitnehmen, dass das Thema Bürgerenergie, also die direkte Beteiligung an der Energiewende, für nicht wenige interessant ist.
Unser Stand, mit den 2 Pinnwänden als analoge Faktensammlung, und unser Flyer versuchen möglichst faktenbasiert und informativ über das Thema Windkraft aufzuklären. Es gibt einfach zu viele schräge Informationen und Mythen zum Thema Windkraft, als dass man diese einfach unkommentiert im Raum stehen lassen kann.
Recycling von Rotorblättern
„Mehr als 90 Prozent der Masse einer Windenergieanlage hat eine hohe Recyclingfähigkeit, sowohl materiell als auch verfahrensabhängig betrachtet“1. Die restlichen 10%, die Rotorblätter, stellen eine besondere Herausforderung dar. Diese benutzt man nämlich ungefähr 20-30 Jahre bis man sie abmontieren muss. Es stellt sich die Frage, wie das Recycling von Rotorblättern auf Dauer funktionieren kann.
Rotorblätter bestehen aus mehreren Verbundmaterialien2. Auf Grund der teilweise extremen Belastungen durch Windlast oder Umgebungsbedingungen müssen diese außerordentlichen Qualitätsansprüchen genügen. Das bedingt eine Bauweise, die es momentan erschwert, die Rotorblätter nach ihrer Nutzungsdauer – also wenn die Windenergieanlage zerlegt wird – vollständig zu recyceln. Das Hauptproblem ist, dass man die verwendeten Materialien nur schwer, d.h. mit hohem Energieaufwand, voneinander trennen kann.
Status Quo
Die wichtigsten Möglichkeiten zum Umgang mit ausgedienten Rotorblättern sind momentan:
- Umfunktionieren
Die Rotorblätter schneidet man geeignet zu und verwendet sie für andere Zwecke. Das sind z.B. Spielplätze3, Sitzbänke4, Brücken5, Fahrradständer6, …
Das ist nett, aber sicher keine Lösung die auf Dauer skaliert. - Zerkleinern
Die zerkleinerten7 Rotorblätter können in anderen Materialien weiter verwendet werden, oder werden in Zementwerken verbrannt8, wo sie nebenbei helfen können, die C0₂ Emissionen der Zementproduktion und deren Bedarf an Rohmaterial zu senken9. - Pyrolyse10
Ein energieintensiver Prozess, der heutzutage leider noch C0₂ emittiert. Man heizt dabei das Material auf 400-700 °C auf, damit sich das Harz in einfachere Substanzen zerlegt. Damit kann man auch Kohlenstofffasern retten, die man anschließend für andere Zwecke wiederverwenden kann. - Entsorgen
Die vermutlich günstigste und einfachste Methode ist es, die Rotorblätter auf einer Deponie zu entsorgen oder zu lagern. Das sieht zum einen nicht schön aus und zum anderen ist das auf Dauer kein nachhaltiges Konzept. Die „Waste Framework“ Verordung11 der EU definiert „Entsorgung“ („Disposal“) als die am wenigsten präferierte Möglichkeit zum Umgang mit Müll.
Rotorblatt Recycling
Die Energiemenge, die man braucht, um ein Rotorblatt mit fortgeschrittenen Methoden zu recyceln, ist ca. 100 mal größer, als wenn man es auf einer Deponie lagern bzw. entsorgen würde12. Das ist sicher mit ein Grund, warum momentan nicht viele Rotorblätter recycelt werden. Erstaunlich: Ein Windrad im Betrieb produziert die Energiemenge, die selbst für die energieintensivste Recyclingmethode benötigt wird, schon innerhalb weniger (3,5) Tage13 .
Ein Windrad in Baden-Württemberg produziert damit pro Jahr die Energiemenge, die man braucht, um die Rotorblätter von mehr als 20 Windrädern14 mit den energieintensivsten Prozessen zu recyceln.
Falls also jemand behaupten würde, dass ein Windrad für das Recycling mehr Energie benötigt, als es während seiner Betriebszeit produziert, dann liegt diese Person um mehr als Faktor 40015 daneben.
Ausblick
Die Industrie arbeitet inzwischen an Rotorblättern, die wesentlich einfacher recycelbar sind und kommerziell eingesetzt werden können. Dies ist besonders für Offshore-Anlagen interessant, welche in einer raueren Umgebung operieren müssen. Erste Offshore-Windräder betreibt man bereits mit diesen Rotorblättern.16
Videos zum Thema
Einen umfassenden Überblick findet man in diesem aktuellen Video (Englisch) einer Ingenieurin (Ph.D. in Rotorblatt Design), die die Thematik aus unterschiedlichen Blickpunkten recht verständlich erklärt:
Das recyclingfähige Siemens Gamesa Rotorblatt:
Quellen / Referenzen
- https://www.umweltbundesamt.de/themen/abfall-ressourcen/produktverantwortung-in-der-abfallwirtschaft/windenergieanlagen/rotorblattaufbereitung-recycling-von ↩︎
- https://www.iekrw.de/wp-content/uploads/2021/11/recyclewind-Albers-et.al_.-2016.pdf ↩︎
- https://www.fastcompany.com/90805170/yesterdays-wind-turbine-blades-are-tomorrows-playgrounds ↩︎
- https://energynews.us/2023/12/21/spirit-of-giving-is-central-to-cleveland-area-companys-blades-to-benches-business/ ↩︎
- https://www.theverge.com/2022/2/11/22929059/recycled-wind-turbine-blade-bridges-world-first ↩︎
- https://www.designboom.com/design/denmark-repurposing-wind-turbine-blades-bike-garages-09-27-2021/ ↩︎
- https://www.businessinsider.com/recycle-wind-turbine-blades-veolia-north-america-waste-landfills-2023-2 ↩︎
- https://www.ingenieur.de/fachmedien/vdi-energie-umwelt/umwelt/energie/rotorblaetter-in-zementwerken/ ↩︎
- https://windeurope.org/newsroom/news/windeurope-ceo-visits-german-cement-plant-thats-running-on-blade-waste/ ↩︎
- https://de.wikipedia.org/wiki/Pyrolyse ↩︎
- https://environment.ec.europa.eu/topics/waste-and-recycling/waste-framework-directive_en ↩︎
- https://api.repository.cam.ac.uk/server/api/core/bitstreams/5d6c2c41-5166-47f2-8961-49d2afc23eff/content ↩︎
- https://youtu.be/fFxxh6uJB8o?si=WJ4TgP0eSAXXjkrn&t=897 ↩︎
- Annahmen: (1) 2000 Volllaststunden für BW; (2) 85,1 Volllaststunden/Windrad, für die Produktion der benötigten Recyclingenergie, ist sichere obere Grenze für moderne Windräder, da die Referenz-Rechnung im verlinkten Video auf einem 1,5 MW Windrad beruht und die Leistung der Windräder stärker mit der Rotorblattlänge wächst, als die Masse des Rotorblatts. Das bedeutet wiederum, dass die errechnete Zahl eine untere Grenze (Mindestwert) darstellt; Rechnung: 2000 (Volllaststunden/Jahr) / 85.1 (Volllaststunden/Windrad) = 23,5 Windräder/Jahr ↩︎
- Annahme: 20 Jahre Betriebszeit eines Rotorblatts ↩︎
- https://www.siemensgamesa.com/en-int/newsroom/2022/07/080122-siemens-gamesa-press-release-recycle-wind-blade-offshore-kaskasi-germany ↩︎
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Mikroplastik und Windräder
Rotorspitzen von Windrädern bewegen sich je nach Windverhältnissen mit bis zu 300 km/h durch die Luft. Solche Geschwindigkeiten sind für jedes Material eine enorme Belastung, welche zur Abnutzung desselben führt. Im Abnutzungsprozess lösen sich dabei kleine Partikel von der Oberfläche, was die Frage aufwirft, wie das Thema Mikroplastik und Windräder generell einzuordnen ist. Der Abrieb beeinträchtig auf Dauer unter anderem die Leistungsfähigkeit der Anlage und erfordert daher regelmäßige Wartungs- und Reparaturarbeiten. Nicht zuletzt deshalb versuchen die Betreiber die verwendeten Materialien zu optimieren, um den Abrieb und damit auch die Mikroplastikmenge zu minimieren.
Mikroplastik-Quellen
Das Mikroplastik, das von Rotorblättern im Betrieb stammt, wird an der Oberfläche derselben produziert. Die betroffenen Stoffe sind Beschichtungsmaterialien, welche als Lacke und Folien die Oberfläche schützen und glatt machen. Eine Worst-Case-Abschätzung1 (d.h. der reale Wert wird mit hoher Wahrscheinlichkeit wesentlich geringer sein) kommt auf einen maximalen Materialabtrag im Betrieb von 1.395 Tonnen pro Jahr für alle rund 31.000 Windkraftanlagen in Deutschland zusammen. Um ein besseres Verständnis dieser Zahl zu bekommen, kann es helfen, diese Zahl mit anderen Mikoplastik-Quellen zu vergleichen.
Woher kommt das Mikroplastik?
Eine Studie2 vom Fraunhofer-Institut listet 30 Mikroplastik-Quellen und deren jährliche Mengen für Deutschland auf. Der unangefochtene und unrühmliche Spitzenreiter ist der Straßenverkehrssektor, der alleine mit dem Abrieb von Reifen und Asphalt für mehr als 50% des jährlich produzierten Mikroplastiks in Deutschland verantwortlich ist.
Alleine 20 Prozent weniger Kunststoffverpackungen könnten bereits die Menge Mikroplastik ausgleichen, die bei der klimafreundlichen Stromerzeugung mit Windrädern entsteht.
Die Menge Mikroplastik, welche von den Rotorblättern von Windrädern stammt, ist also im direkten Vergleich mit anderen Quellen eher unbedeutend.
Straßenverkehr
Wenn man Mikroplastik mengenmäßig reduzieren möchte, macht es Sinn, bei den größten Verursachern anzufangen. Der Straßenverkehrsbereich, der für mehr als 50% des Mikroplastiks verantwortlich ist, bietet viel Potential, diese Menge deutlich zu reduzieren. Einige einfach umsetzbare Maßnahmen reduzieren nicht nur die erzeugte Mikroplastikmenge, sondern sparen effektiv C0₂ ein und senken nebenbei die Kraftstoff- bzw. Ladestromkosten:
- Weniger Autofahren: Viele Autofahrten kann man vermeiden, wenn man zu Fuß geht oder das Fahrrad/Pedelec benutzt. Damit reduziert man die Belastung mit Mikroplastik in Wohngebieten direkt. Für größere Entfernungen bietet der Schienenverkehr, der weder Reifen noch Asphalt benötigt, generell große Vorteile.
- Gemächlicher Autofahren: Der Luftwiderstand4 bei Autos steigt schon ab geringen Geschwindigkeiten quadratisch5 mit der Geschwindigkeit des Autos an. Damit steigt auch die Leistung, die notwendig ist, um das Auto vorwärts zu treiben, überproportional zur Fahrgeschwindigkeit an6. Bei einer schnellen Fahrweise erhöht sich der Reifenabrieb also zusätzlich7 und damit auch die Menge an Mikroplastik.
Der Straßenverkehr produziert das meiste Mikroplastik in Deutschland – natürlich auch im Wald
Mikroplastik allgemein
Die Forschung zu Mikroplastik befindet sich in einer entscheidenden Phase, da immer mehr Studien die weite Verbreitung dieser winzigen Kunststoffpartikel in Umwelt, Tierwelt und sogar in menschlichen Geweben aufzeigen. Moderne Analysemethoden ermöglichen es Wissenschaftlern, die Quellen, die Verbreitung und die potenziellen Auswirkungen von Mikroplastik besser zu verstehen. Trotz dieser Fortschritte steht die Mikroplastikforschung noch ganz am Anfang. Es gibt bedeutende Herausforderungen in Bezug auf die Standardisierung8 von Sammelmethoden9 und die Bewertung der ökologischen und gesundheitlichen Folgen10, was auf einen dringenden Bedarf an weiterer Forschung und internationaler Zusammenarbeit hinweist.
Quellen / Referenzen
- https://www.bundestag.de/resource/blob/817020/27cf214cfbeaac330d3b731cbbd8610b/WD-8-077-20-pdf-data.pdf ↩︎
- https://www.umsicht.fraunhofer.de/content/dam/umsicht/de/dokumente/publikationen/2018/kunststoffe-id-umwelt-konsortialstudie-mikroplastik.pdf ↩︎
- Anmerkung: In der Fraunhofer Studie wird erwähnt, dass die kategorisierten Mikroplastikmengen nur 75% der tatsächlichen Menge ausmachen. Wir haben diese fehlenden/unbekannten 25% außen vorgelassen und bleiben damit mit unserer Auswertung auf der konservativen Seite. ↩︎
- https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/luftwiderstand-1169 ↩︎
- https://www.energie-lexikon.info/luftwiderstand.html ↩︎
- https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrwiderstand#Erforderliche_Antriebsleistung ↩︎
- https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/ausstattung-technik-zubehoer/reifen/reifenkauf/reifenabrieb-mikroplastik/#welche-faktoren-beeinflussen-den-reifenabrieb ↩︎
- https://www.din.de/de/din-und-seine-partner/presse/mitteilungen/textiles-mikroplastik-901066 ↩︎
- https://link.springer.com/article/10.1007/s00506-020-00697-2 ↩︎
- https://www.bfr.bund.de/de/mikroplastik__fakten__forschung_und_offene_fragen-192185.html ↩︎
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Was geht, wenn sich was dreht
Für Menschen ist es nicht einfach, die Leistung eines Windrades – und damit auch das Potential der Windenergie – auch nur annähernd einzuschätzen. Die beteiligen Kräfte und Energien übersteigen das, was der menschliche Körper selbst leisten oder bewirken kann um 5 Größenordungen oder anders ausgedrückt um den Faktor 10000. Mit diesem Beitrag wollen wir versuchen, diesen Aspekt etwas greifbarer zu machen und anschließend, anhand von uns bekannten Dingen, zu veranschaulichen.
Volllastbetrieb
Für die folgenden Berechungen und Vergleiche nehmen wir eine aktuelle Windkraftanlage unter Volllast als Vorlage: Die Vestas V162-6.2 EnVentus1 ist eine moderne Windenergieanlage, die mit ca. 6,2 MW Leistung Elektrizität ins Stromnetz einspeisen kann. Der Rotordurchmesser2 beträgt 162 m und die Nabenhöhe liegt zwischen 119 m und 169 m.
Nutzbare Energie einer Rotorumdrehung
Die Energie, die ein Windrad erzeugt, hängt von der Drehzahl der Rotorblätter und auch von der Leistung der Turbine ab. Die Leistung (P) wird in Watt (W) oder hier spezifisch in Megawatt (MW) angegeben und bezieht sich auf die Energiemenge, die pro Zeiteinheit erzeugt wird. Die Energie (E), die bei einer Umdrehung erzeugt wird, ist das Produkt aus der Leistung und der Zeit (t), die für diese Umdrehung benötigt wird.
Die Formel für Energie ist also: E = P * t
Um zu berechnen, wie viel Energie ein 6,2-MW-Windrad, wie das Vestas V162-6.2 EnVentus, mit einer Umdrehung unter Volllast zur Verfügung stellt, benötigen wir die Zeitspanne, die eine Umdrehung des Windrades unter Volllast dauert. Auf öffentlich zugänglichen Videos3 kann man die Zeit für eine Umdrehung bei starkem Wind unter Volllast selbst stoppen: 6,5 s. Anders ausgedrückt, entspricht das 9,2 Umdrehungen pro Minute und einer Geschwindigkeit der Rotorspitzen bei diesem Windrad von 282 km/h4.
Die nutzbare Energiemenge einer Umdrehung dieses Windrades: 6,2 MW * 6,5 s = 6200 kW * 6,5 s / (3600 s/h) = 11 kWh
Was geht mit einer Volllastumdrehung?
11 kWh ist eine recht abstrakte Zahl, mit der seltsamen Einheit kWh (Kilo-Watt-Stunde). Um dies besser einordnen zu können sind Bespiele hilfreich:
Mobilität
Mit normalen Pedelecs, welche üblicherweise weniger als 10 Wh/km benötigen5, bringt einen eine Umdrehung des Rotors mindestens 1100 km weit. Bei einem durchschnittlichen Arbeitsweg von 17,26 km kann man damit also einen ganzen Monat lang zur Arbeit radeln.
Rechnung: 11000 Wh / (10 Wh/km) = 1100 km ; 110 km / (17,2 * 2 km/Tag) = 32 Tage
Ein typisches Mittelklasse E-Auto, das 150 Wh/km benötigt7, kann damit mehr als 70 km weit fahren. Bei einem durchschnittlichen Arbeitsweg von 17,26 km kann man somit 2 Tage lang zur Arbeit pendeln.
Mit einem Dieselauto, das 5 Liter/100km benötigt, würde man mit 11 kWh übrigens nur 22 km weit kommen9.
Rechnung: 11000 Wh / (150 Wh/km) = 73 km ; 73 km / (17,2 * 2 km/Tag) = 2,1 Tage
Ein Windrad auf Volllast kann einen Hochgeschwindigkeitszug wie den ICE 410 bei seiner maximalen Geschwindigkeit mit genügend Energie versorgen. Eine Umdrehung genügt, um 500 m bei höchster Leistung (230 km/h) zu fahren.
Rechnung: 11 kWh / 4950 kW = 0,0022h = 8 s ; Stecke: 8 * 230 / 3,6 m = 511 m
Zuhause
Eine Wohnung (~100 qm) kann mit einer Wärmepumpe und dieser Energiemenge durchschnittlich11 mehr als 1 Tage in der Heizperiode geheizt werden.
Rechnung: 11 kWh / (26,6 KWh/Tag) * 3 = 1,24 Tage
Ein Wasserkocher kann mit 11 kWh elektrischer Energie 189 Liter Wasser von 10 °C auf 60 °C (∆T = 50 K) erwärmen.
Rechnung: 11 kWh * 3600000 J/kWh / (4,186 J/gK * 50 K ) = 188571 g = 189 kg ≈ 189 Liter12
Am heimischen Rechner oder Arbeitsplatz reicht die zur Verfügung gestellte Energie einer Rotorblattumdrehung aus, um bei einer 40-Stunden-Woche ca. 4 Wochen am Computer arbeiten zu können.
Rechnung: 11000 Wh / 70 W = 157 h
Diverses
Ein Kran kann mit dieser Energiemenge ein 25 Tonnen schweres Rotorblatt einer Windkraftanlage um 161 m anheben13. Das ist – interessanterweise – in etwa die Nabenhöhe moderner Windenergieanlagen.
Rechnung: (11000 Wh * 3600 Nm/Wh) / (25000 kg * 9,81 N/kg) = 161 m
Windkraft Leistung vs Jahresertrag
Die Beispiele zeigen, was moderne Windräder leisten, wenn sie unter Volllast laufen. Doch wie wir alle wissen, ist das natürlich nicht immer der Fall. Neu errichtete Windenergieanlagen in Baden-Württemberg hatten bereits 2017 großartige 22,8%14 Volllaststunden auf das ganze Jahr gesehen. Seitdem wurde die Leistung und Energieausbeute der Anlagen weiter verbessert und optimiert. Modernen Windkraftanlagen übertrefen diesen Durchschnittswert inzwischen sicherlich deutlich. Auf dieses wichtige Thema geht speziell unser Beitrag Faktencheck zum Ertrag und der Vergütung von Windkraftanlagen ein.
Quellen / Referenzen / Anmerkungen
- https://www.wind-turbine-models.com/turbines/2343-vestas-v162-6.2-enventus ↩︎
- https://youtu.be/o0AVODgx6uo?si=6NVestas V162-6.2 EnVentus ↩︎
- https://youtube.com/shorts/084rYCP2zqw?si=K8XgeEe2n43qXnxu ↩︎
- 162 m * 3.14 / 6.5 s * 3.6 (km/h)/(m/s) = 281,7 km/h ↩︎
- https://de.wikipedia.org/wiki/E-Bike#Reichweite ↩︎
- https://www.deutschlandatlas.bund.de/DE/Karten/Wie-wir-uns-bewegen/100-Pendlerdistanzen-Pendlerverflechtungen.html ↩︎
- https://de.wikipedia.org/wiki/VW_ID.3#Antriebsbatterie_und_Reichweite ↩︎
- https://www.deutschlandatlas.bund.de/DE/Karten/Wie-wir-uns-bewegen/100-Pendlerdistanzen-Pendlerverflechtungen.html ↩︎
- Der Energieinhalt von 1 Liter Diesel ist ca. 10 kWh ↩︎
- https://de.wikipedia.org/wiki/ICE_4 ↩︎
- Annahmen: Baujahr haus 2011, Energieausweis 66 kWh/qm. Benötigte Heizleistung Gas 4000 kWh/Jahr, 5 Monate Heizperiode => Durchschnittl. 27 kWh/Tag, Wärmemepumpe mit JAZ 3. Natürlich stimmt dieser Durchschnittswert nicht für den Einzelfall: Im November muss man weniger heizen, Im Januar dafür mehr. ↩︎
- Berechnung der benötigten Energie für 189 Liter Wasser in Joule:
Masse des Wassers: 189 Liter ≈ 189.000 g.
Temperaturänderung (∆T): von 10 °C auf 60 °C, also eine Änderung um 50 K.
Spezifische Wärmekapazität von Wasser (c): 4,186 J/gK.
Die benötigte Energie (Q) in Joule berechnet sich dann wie folgt:
Q = m⋅c⋅ΔTQ = m⋅c⋅ΔTQ = 189.000 g * 4,186 J/gK * 50 K = 39.557.700 J
Umrechnung in kWh:
3.9557.700 J / (3.600.000 J/kWh) = 11 kWh ↩︎ - Wir betrachten hier lediglich die notwendige potentielle Energie im Graviatationsfeld der Erde. Wir ignorieren bewusst sämtliche mechanischen oder elektrischen Verluste, die tatsächlich anfallen würden, um ein Rotorblatt so hoch zu heben. ↩︎
- https://www.baden-wuerttemberg.de/fileadmin/redaktion/dateien/PDF/191001_Broschuere_Erneuerbare_Energien_2018.pdf ↩︎
Der Text dieses Beitrags ist lizensiert unter CC BY-NC 4.0
Die Lizenz bezieht sich ausschließlich auf den Text des Beitrags. Für Bilder und sonstige Medien muss das entsprechende Copyright und/oder die jeweilige Lizenzbedingung berücksichtigt werden.