Die Konfrontation mit der Frage der Energieversorgung ist nicht nur unserer Generation bekannt. In der Ölforderungsgeschichte war der Ölpeak der grösste Wendepunkt. Seit der Ölkrise in den 1970er Jahren wird weltweit verstärkt nach Alternativen zur Öl (wie Solarenergie, Windkraft) gesucht und geforscht.In der heutigen Zeit kommen noch andere brennende Themen z.B. das Problem des globalen Klimawandels und der Klimaerwärmung dazu.
Erneuerbare Energien sind die einzigen Energiequellen, die eine langfristig stabile Energieversorgung sicherstellen können.
Vor uns stehen Herausforderungen des Umdenkens sowie ein neuer Umgang mit der Energie.
Ich habe mich mit der Windkraft und der Windenergie auseinander gesetzt.
Windenergie
Die Windenergie ist eine der erneuerbaren Energiequellen mit grosser Zukunft.
Die Nutzung der Windenergie ist besonders luft- und klimaschonend, da während des Anlagenbetriebs, im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern, keine direkte Kohlendioxidemission, die zur Klimaerwärmung beiträgt, und keine Gift- bzw. Schadstoffe, wie z.B. Schwefeldioxid oder Stickoxide, entstehen. Zudem bestehen bei der Windenergie keine Risiken von extrem großen Umwelt- und Gesundheitsschädigungen wie bei der Kernenergie.
Weltweit befindet sich die Windenergie in einem starken Aufschwung.
Lebensdauer der Anlagen ist 20 bis 25 Jahren. Nach Ablauf ihrer Lebensdauer können die Anlagen ohne zusätzliche Umweltschäden und -belastungen abgebaut werden.
Während des Betriebes ist eine landwirtschaftliche Nutzung der Flächen unter den Windkraftanlagen weiterhin möglich.
Die Nutzung der Windenergie ist besonders luft- und klimaschonend, da während des Anlagenbetriebs, im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern, keine direkte Kohlendioxidemission, die zur Klimaerwärmung beiträgt, und keine Gift- bzw. Schadstoffe, wie z.B. Schwefeldioxid oder Stickoxide, entstehen. Zudem bestehen bei der Windenergie keine Risiken von extrem großen Umwelt- und Gesundheitsschädigungen wie bei der Kernenergie.
Weltweit befindet sich die Windenergie in einem starken Aufschwung.
Lebensdauer der Anlagen ist 20 bis 25 Jahren. Nach Ablauf ihrer Lebensdauer können die Anlagen ohne zusätzliche Umweltschäden und -belastungen abgebaut werden.
Während des Betriebes ist eine landwirtschaftliche Nutzung der Flächen unter den Windkraftanlagen weiterhin möglich.
Entwicklung des Windenergie-Einsatzes
Die Windenergie hat in den letzten zehn Jahren in Europa einen grandiosen, zum Teil auch unerwarteten Aufschwung erlebt.
Die Windenergie ist weltweit zu einer der am raschesten wachsenden Industrie geworden.
Über die letzten zehn Jahre hat die Windenergienutzung jedes Jahr um mehr als 30% zugenommen. Ende 2000 waren allein in Europa Windenergieanlagen mit einer Leistung von 12‘800 Megawatt (MW) installiert. In zehn Jahren sollen zusätzliche Windenergieanlagen eine Leistung von 60'000 MW aufbringen.
Die Windenergie ist weltweit zu einer der am raschesten wachsenden Industrie geworden.
Über die letzten zehn Jahre hat die Windenergienutzung jedes Jahr um mehr als 30% zugenommen. Ende 2000 waren allein in Europa Windenergieanlagen mit einer Leistung von 12‘800 Megawatt (MW) installiert. In zehn Jahren sollen zusätzliche Windenergieanlagen eine Leistung von 60'000 MW aufbringen.
In der Schweiz entwickelt sich die Nutzung der Windenergie vorsichtiger als in den benachbarten Ländern. Mit den Anlagen von rund 5 MW Leistung belegt die Schweiz den drittletzten Platz aller europäischen Länder.
Windenergienutzung in der Schweiz
Die Schweiz ist einer nachhaltigen Umwelt- und Klimapolitik verpflichtet.
Das Programm EnergieSchweiz dient einer nachhaltigen Energieversorgung und hilft die schweizerischen Energie- und Klimaziele zu erreichen.
Das Programm beinhaltet konkrete Massnahmen und Ziele zur Umsetzung dieser Politik.
Bis im Jahr 2010 sollten zusätzlich 500 GWh elektrischer Energie, d.h. ca. 1% des gegenwärtigen Stromverbrauchs, aus den erneuerbaren Energiequellen stammen.
10 bis 20% dieses wünschenswerten Ziels sollten durch die Windenergie gedeckt werden, d.h. bis im 2010 soll die Stromproduktion aus schweizerischen Windenergieanlagen 50 bis 100 GWh pro Jahr betragen.
Physikalische Grundlagen der Windenergie
Windenergie ist die kinetische Energie der Luftteilchen, welche sich mit der Geschwindigkeit v bewegen.
Eine Kreisfläche mit dem Radius r, die senkrecht zur Windrichtung steht, wird dabei in der Zeit t von der folgenden Masse durchströmt:
Eine Kreisfläche mit dem Radius r, die senkrecht zur Windrichtung steht, wird dabei in der Zeit t von der folgenden Masse durchströmt:
Somit wird die kinetische Energie des Windes folgend errechnet:
Die Leistung des Windes, welche ein Windgenerator als elektrische Leistung nutzen kann, ist erheblich geringer, da die Geschwindigkeit v in einem Windrad nicht auf „0“ abgebremst werden kann.
Dazu kommt noch der Verlust der Energie des Windes, der durch das Windrad durchtritt, des Windes, dem das Windrad ausweicht, und des Windes, der das Rad ungebremst umströmt.
Insgesamt beträgt der Nutzungsgrad der Windanlage ca. 59 %.
Windenergieanlagen nutzen die kinetische Energie der strömenden Luft zur Rotation der Flügel.
Auf diese Weise erzeugte mechanische Energie wird von einem Generator in elektrischer Energie umgewandelt.
Umsetzung der Windenergie
Die Umsetzung der Windenergie ist mit viele Vor- und Nachteilen verbunden.
Der Hauptnachteil der Windenergie ist die unregelmässige, vom Wind abhängige Leistungsabgabe einer Anlage.
Aufgrund der Unstetigkeit des Windes kann die mit den Windenergieanlagen gewonnene elektrische Energie nur zusammen mit anderen Energiequellen oder anderen Speichern für eine kontinuierliche Energiebereitstellung sorgen.
Der Hauptnachteil der Windenergie ist die unregelmässige, vom Wind abhängige Leistungsabgabe einer Anlage.
Aufgrund der Unstetigkeit des Windes kann die mit den Windenergieanlagen gewonnene elektrische Energie nur zusammen mit anderen Energiequellen oder anderen Speichern für eine kontinuierliche Energiebereitstellung sorgen.
Ein Vorteil ist die Tatsache, dass der Wind aufgrund der Sonneneinstrahlung tagsüber meist stärker weht als nachts, wodurch eine natürliche Anpassung auf den erhöhten Energiebedarf am Tag stattfindet.
Günstiger Weise ist die Energieerzeugung im Winter durch die stärkeren Winde größer als im Sommer.
Günstiger Weise ist die Energieerzeugung im Winter durch die stärkeren Winde größer als im Sommer.
Als lukrativ gelten Winde mit einer mittleren Geschwindigkeit von mindestens 6,9 m/s in einer Höhe von 80 Metern über dem Erdboden.
Sie werden als Winde der Klasse drei bezeichnet und sind an der Nordsee, der Südspitze Südamerikas, der australischen Insel Tasmanien und an den Großen Seen im Norden der USA üblich.
Die Einspeiseleistungskurve von Windenergieanlagen in Westeuropa zeigt im Durchschnitt tagsüber höhere Werte als nachts und im Winter höhere als im Sommer, d.h. sie folgt somit den Tagesschwankungen und dem jahreszeitlich variierenden Strombedarf.
Die tatsächlichen Schwankungen der eingespeisten Energie müssen durch ein sinnvolles Kraftwerksmanagement ausgeglichen werden.
Sie werden als Winde der Klasse drei bezeichnet und sind an der Nordsee, der Südspitze Südamerikas, der australischen Insel Tasmanien und an den Großen Seen im Norden der USA üblich.
Die Einspeiseleistungskurve von Windenergieanlagen in Westeuropa zeigt im Durchschnitt tagsüber höhere Werte als nachts und im Winter höhere als im Sommer, d.h. sie folgt somit den Tagesschwankungen und dem jahreszeitlich variierenden Strombedarf.
Die tatsächlichen Schwankungen der eingespeisten Energie müssen durch ein sinnvolles Kraftwerksmanagement ausgeglichen werden.
Eine bedeutende Rolle spielen die meteorologischen Prognosesysteme, die es zunehmend ermöglichen, die von Windparks ins Stromnetz eingespeiste Leistung im Bereich von Stunden bis Tagen im Voraus abzuschätzen. Bei einem Vorhersagezeitraum von 48 h bis 72 h beträgt die Genauigkeit 90 %, bei einer 6 h-Vorhersage bereits mehr als 95 %.
Förderung der Windenergienutzung
Windenergieanlage / Windpark
Windenergieanlage / Windpark
Bei den modernen Windenergieanlagen handelt es sich um eine sehr junge Technologie. Die Verbesserungspotentiale werden erst durch die industrielle Forschung und Fertigung erkannt.
Im Vergleich zu den erzielen Einnahmen durch den Verkauf des erzeugten Stroms benötigen die Windenergieanlagen relativ hohe Investitionen. Auch wenn die reinen Investitionskosten pro Kilowatt installierter Leistung der Windenergieanlagen mit denen der Kohlekraftwerke vergleichbar sind, erzeugen daraus die Windkraftanlagen im Jahr wesentlich weniger Strom.
Hinzu kommt, dass die Betreiber von Windenergieanlagen oft höhere Finanzierungskosten für ihre Neuinvestitionen haben, da sie die Finanzierung noch nicht aus den Erträgen bestehender Anlagen aufbringen können.
Im Vergleich zu den erzielen Einnahmen durch den Verkauf des erzeugten Stroms benötigen die Windenergieanlagen relativ hohe Investitionen. Auch wenn die reinen Investitionskosten pro Kilowatt installierter Leistung der Windenergieanlagen mit denen der Kohlekraftwerke vergleichbar sind, erzeugen daraus die Windkraftanlagen im Jahr wesentlich weniger Strom.
Hinzu kommt, dass die Betreiber von Windenergieanlagen oft höhere Finanzierungskosten für ihre Neuinvestitionen haben, da sie die Finanzierung noch nicht aus den Erträgen bestehender Anlagen aufbringen können.
Windenergieanlagen können in allen Klimazonen, auf den Seen und in allen Landesformen, d.h. an den Küsten, im Binnenland, im Gebirge usw., zur Gewinnung elektrischen Stroms eingesetzt
werden. 
Installierte Windleistung nach Löndern bis Jahr 2006
International gehört Deutschland vor Spanien, der USA und Indien zu den grössten Nutzern von Windenergie.
Installierte Windleistung in Zahlen
Installierte Kapazität zwischen 1997 und 2010
In der Europäischen Union (EU) befinden sich zwei Dritteln der weltweit installierten Windenergieleistungen, wodurch auch die grösste Windenergieentwicklung gefördert wird.
Die Windleistung ist in den letzten zehn Jahren um 32% gewachsen.
Die durchschnittliche Windstromproduktion in der EU entspricht 2,8% des gesamten EU-Stromverbrauchs bzw. dem Stromverbrauch von 23 Millionen Haushalten. Laut der European Wind Energy Association soll in der EU bis 2020 so viel Windstrom produziert werden, dass 121 Millionen Haushalte versorgt werden können.
Die erste Windenergieanlage der Schweiz wurde im 1986 beim Soolhof (Langenbruck) mit einer Leistung von 28 kW in Betrieb genommen.
Anfangs 2008 gibt es in unserem Land über 30 Anlagen, die insgesamt rund 14 Gigawattstunden (GWh) Windstrom produzieren. Dies reicht um 4000 Haushalte mit Strom zu versorgen. Im 2006 stieg die Windenergieproduktion um 84%. Die Windenergie deckt in der Schweiz aber nur gerade 0,01% des gesamten Strombedarfs ab.
Der grösste Windpark befindet sich auf dem Mont Crosin im Berner Jura bei St. Imier. Hier stehen acht Windturbinen mit einer Gesamtleistung von 7’660 kW im Einsatz.
Weitere Grossanlagen sind in Collonges (VS), Entlebuch (LU) und auf dem Gütsch ob Andermatt (UR) im Betrieb.
Die schweizer Windenergie kann sich noch stark entwickeln. Bis im Jahr 2030 könnten Anlagen, welche die strengen Kriterien des Konzepts der Windenergie Schweiz erfüllen, rund 600 GWh Strom pro Jahr produzieren. Ideale Standorte befinden sich auf den Jurahöhen, aber auch in den Alpen und im westlichen Mittelland.
Bis im Jahr 2010 will der Bund die Produktion von erneuerbaren Energien auf 500 GWh erhöhen, davon 50 bis 100 GWh durch Windenergie decken. Die Windkraft könnte so den Strombedarf von 15'000 bis 30'000 Haushalten decken.
Vorgesehen ist der Bau von 28 grossen Windparks und 68 kleineren Anlagen.Der Bund hat unter Federführung dreier Bundesämter, dem Bundesamt für Energie (BFE), dem Bundesamt für Raumentwicklung (ARE) und dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) das "Konzept Windenergie Schweiz" erarbeitet.
Das Konzept nennt die Rahmenbedingungen für die Planung und den Bau von Windparks und sorgt für die Konzentration der Windenergieanlagen an geeigneten Standorten. Zu den Kriterien der Identifikation guter Standorte gehören das Windaufkommen, die Erschliessung, der Siedlungsabstand sowie die Verträglichkeit mit der Natur und der Landschaft. Auf der Basis dieses Konzeptes und mit der Unterstützung des Programms EnergieSchweiz sollten bis im Jahr 2010 jährlich 50 bis 100 Gigawattstunden (GWh) Strom aus einheimischer Windenergie gewonnen werden.
Der Bund ist nicht die einzige treibende Kraft.
Im 1998 wurde der Verein Suisse Eole zur Förderung der Windenergie in der Schweiz gegründet. Das Ziel ist bis im Jahr 2010 die Entwicklung von 5 bis 10 Standorten zur Nutzung der Windenergie zu unterstützen. Diese Standorte sollten jährlich die Produktion von 50 bis 100 GWh Elektrizität ermöglichen, was dem Verbrauch von 15 000 bis 30 000 Haushaltungen entspricht. Suisse Eole ist vom BFE mit der Markteinführung beauftragt.
Suisse Eole berät die Bauherren, die Planer und die Behörden bei der Vorgehensplanung, bei der Kommunikation sowie bei den standortspezifischen Abklärungen und kann diese finanziell unterstützen.Die Ziele von Suisse Eole sind ein Bestandteil des Aktionsprogramms EnergieSchweiz. Suisse Eole zählt heute 95 Mitglieder.
Die aktuelle Projekte
Die folgenden Projekte beweisen, dass die Schweiz aktiv ist:
Das Wallis entwickelt sich zunehmend zum Schweizer Windenergiekanton.
In Collonges steht seit 2005 die grösste Anlage der Schweiz. Im 2008 sollte eine zweite Anlage gleicher Bauart in Martigny realisiert werden können.
Die nächsten zwei Anlagen von 2 MW Leistung sollen bei Saint-Brais in den Freibergen eingerichtet werden.
Auf dem Gotthard soll die grösste Windkraftanlage der Schweiz gebaut werden.
Die Pläne für einen Windpark auf dem Gotthard sind nicht neu. In dem im August 2004 vom Bund präsentierten «Konzept Windenergie Schweiz» wurden im Gotthardraum zwei Standorte festgelegt, die «grossmehrheitlich als unbedenklich beurteilt werden»: der Gütsch und der Gotthard-Pass.Während auf dem Gütsch ob Andermatt bereits seit Jahren ein Propeller im Wind dreht, soll dies auf der Gotthard-Passhöhe in zwei Jahren der Fall sein - vorausgesetzt, die Firma Reninvest kann ihre Pläne realisieren.
Momentan sind am Gotthard acht 78 Meter hohe Masten mit Propellern geplant, die auf dem Gotthardpass Strom für 15'000 Personen generieren sollen.
Die Firma Reninvest rechnet für das Projekt mit Kosten von rund 48 Millionen Franken. Das Ziel sei Ende Oktober 2009 den Betrieb aufnehmen zu können.
Die Bauarbeiten sollen in zwei Etappen erfolgen. Im Jahr 2008 will man die Standorte mittels einer Strasse erschliessen, die unterirdische Verkabelung vornehmen und die Fundamente legen.
Nach der Wiedereröffnung der Passstrasse im Frühjahr 2009 sollen die 78 Meter hohen Masten mit den Propellern, die einen Durchmesser von 82 Metern haben, aufgestellt werden.
Es würde sich nicht nur um den grössten, sondern auch um den höchstgelegenen Windpark der Schweiz handeln. Die Standorte liegen zwischen 2040 und 2131 Metern über dem Meeresspiegel. Leider ist es noch nicht so weit. Die Baubewilligung muss eingeholt und der Zonenplan von Airolo geändert werden.
Der Windpark könnte für die Schweiz ein Meilenstein werden und den verpassten Anschluss an Europa aufholen. Zurzeit hinkt unser Land den Nachbarländern in diesem Bereich stark hintennach.
Die Ziele des Kyoto-Protokolls sehen vor, dass die Schweiz bis im 2030 erneuerbare Energien im Umfang von 5400 GWh produziert soll.
Fazit:
Nach den Recherchen über die Entwicklung und Einsetzung der Windenergie ist ganz klar, dass viele Menschen sich mit dem Problem der Klimapolitik wirklich beschäftigen.
Es ist erfreulich, dass die europäischen Staaten die führende Rolle in dem Forschungsprozess und im Einsetzen der Windkraft übernommen haben. Es zeigt die neue Tendenz im Umdenken der Menschen.
Ich habe viel über die Windkraftanlagen und über die verschiedene Projekte in der Schweiz, neue Gesetze und Programme und Organisationen, die Windenergie bei uns fordern, erfahren.
Und die künftige Entwicklung freut mich, weil auch mir die heutige Situation nicht egal ist.
Quellenverzeichnis:
www.wikpedia.com
www.wind-energie.ch
www.windkraft.at
www.are.ch
www.suisse-eole.ch
www.tauernwind.com
Forschungsprogramm "Windenergie"
www.swissinfo.ch
