Aus Wind wird mittlerweile schon recht häufig Strom erzeugt. Doch um die Bedeutung des Windstroms tatsächlich kennen zu lernen, ist es notwendig, sich mit dem Thema etwas intensiver auseinander zu setzen. Der Wind selbst stellt Luftbewegungen dar, sie entstehen durch Unterschiede im Luftdruck. Hervorgerufen werden diese Unterschiede durch die Sonneneinstrahlung, so dass Sonnenstrom und Windstrom in unmittelbarem Zusammenhang zueinander stehen. Durch die Erwärmung der Luftschichten, die je nach Region unterschiedlich stark ausfällt, kommt es zu den bekannten Hoch- und Tiefdruckgebieten. Der Wind ist nun der Träger von Bewegungsenergie oder auch kinetischer Energie. Er strömt vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet und kann somit die Luftdruckunterschiede ausgleichen.

Der Windstrom selbst zählt zu den erneuerbaren Energiequellen. Da er für seine Entstehung Energie entwickelt, kann diese auch als Strom genutzt werden. Dabei handelt es sich um eine sehr umweltfreundliche Form der Stromerzeugung.

Nutzung von Windenergie

Damit Windstrom entstehen kann, muss man natürlich zunächst einmal die Windenergie an sich nutzen können. Dies ist allerdings nicht in allen Regionen möglich, sondern nur in jenen, in denen die Windgeschwindigkeit ausreichend hoch ist. Man geht davon aus, dass die Windgeschwindigkeit im Jahresdurchschnitt bei vier bis fünf Metern je Sekunde, gemessen in einer Höhe von zehn Metern, liegen muss, damit annehmbare Werte für die Erzeugung von Windstrom gegeben sind.

Sind die durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten dagegen niedriger, wird zu wenig Energie geboten. Es lohnt sich dann nicht mehr, diese zur Herstellung von Windstrom zu nutzen. Die Kosten wären im Gegensatz zum Ertrag einfach zu hoch. Für die Beurteilung eines Standortes, an dem künftig Windstrom gewonnen werden soll, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Dazu zählt etwa Oberflächenstruktur der Landschaft. So gelten die Küstenbereiche zwar als windreich, allerdings verlangsamt sich die Windgeschwindigkeit, wenn diese auf Wälder, Gebäude oder größere Städte trifft. Aus diesem Grund lässt sich Windstrom am ehesten auf Bergen erzeugen.

Das Betzsche Gesetz

Im Bereich von Windstrom nimmt auch der Physiker Albert Betz eine wichtige Rolle ein. Er verfasste im Jahr 1919 das Betzsche Gesetz, das in seinem Buch „Wind-Energie“, das 1926 erschien, näher beschrieben wird. Es besagt, dass dem Wind nur maximal 59,3 Prozent seiner kinetischen Energie entzogen werden kann, um sie in mechanische Energie umzuwandeln. Der Grund dafür liegt darin, dass, würde dem Wind sämtliche Energie entzogen, kein Wind mehr bestehen würde.

Die modernen Windkraftanlagen, die zur Erzeugung von Windstrom eingesetzt werden, erreichen heute etwa 85 Prozent dieses bestmöglichen Wertes. Das gilt jedoch nur für Windkraftanlagen mit horizontaler Achse. Bei einer vertikalen Achse liegen die Werte darunter, was jedoch den physikalischen Bedingungen entspricht.

Die bekanntesten Windkraftanlagen

Die Windkraftanlagen dienen der Erzeugung von Windstrom, der unmittelbar mit der Sonneneinstrahlung auf die Erde in Zusammenhang steht. Man unterscheidet hierbei zwischen den Windkraftanlagen mit horizontaler und vertikaler Achse. Allerdings sind erstere die attraktiveren, weil wirtschaftlich besser zu nutzenden Windkraftanlagen. Zu ihnen zählt die altbekannte Windmühle, ebenso wie der Dreiblattrotor. Diese kennt man vor allem aus den zahlreichen Windparks, die an den großen Straßen zu sehen sind. Darüber hinaus gibt es den Zweiblattrotor, der noch nicht ganz so häufig zu sehen ist, was wohl auch daran liegt, dass er eine höhere Drehzahl benötigt, um die gleiche Energiemenge, wie der Dreiblattrotor zu erzeugen. Außerdem gibt es noch den Einblattrotor, der eine der ersten Windkraftanlagen darstellte, heute aber kaum noch Verwendung findet.

Im Bereich der Windkraftanlagen mit vertikaler Achse finden sich ebenfalls verschiedene Varianten, darunter der Darrieus-Rotor und der Savonius-Rotor. Da diese Windkraftanlagen aufgrund der vertikalen Achse physikalisch gesehen keine so hohen Erträge erreichen können, werden sie allerdings nur selten eingesetzt.

Windkraftanlagen werden derzeit immer häufiger aufgestellt, da auch sie einen wichtigen Beitrag zu einem ökologisch sinnvollen Strommix leisten, der in diesen Zeiten sich ständig verknappender Ressourcen und eines gestiegenen Umweltbewusstseins umso wichtiger ist.