Der Aufbau einer Windkraftanlage (WKA) zur Stromerzeugung

Moderne Windkraftanlagen zur Erzeugung von elektrischem Strom sind, von oben nach unten betrachtet, wie folgt aufgebaut:

 

a) Rotor und Gondel

Auf dem Turm einer Windkraftanlage ist die Gondel montiert, die drehbar ist, damit die Gondel sich in den Wind ausrichten kann.

An der vorderen Spitze der Gondel befinden sich die Rotorblätter der Windkraftanlage, welche die kinetische Energie des Windes aufnehmen und bedingt durch ihre Form in Rotationsenergie umwandeln.

Die Rotorblätter, die zumeist aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden, sind in der heutigen Zeit aerodynamisch so gestaltet, dass auch Auftriebskräfte zur Erzeugung der Rotation genutzt werden, da die Energie des Windes auf diese Weise noch effizienter genutzt werden kann.

Innerhalb der Gondel befinden sich die Welle, eine Bremsanlage und ein Generator, der letztendlich den gewünschten elektrischen Strom erzeugt.

Die Bremsanlage dient dazu, die Windkraftanlage stoppen zu können, falls zum Beispiel die Windgeschwindigkeiten so hoch werden, dass die Anlage mechanisch überlastet werden würde.

Bei einigen Windkraftanlagen befindet sich innerhalb der Gondel auch noch ein Getriebe. Um die Anzahl von Verschleißteilen möglichst gering zu halten, wird bei neuen Anlagen jedoch oftmals auf ein Getriebe verzichtet.

 

b) Der Turm einer Windkraftanlage

Die Türme von WKAs, die zumeist aus Stahlbeton oder Stahl bestehen, dienen als Auflager für die Gondel.
Zudem wird durch den Turm einer Windkraftanlage die komplette Verkabelung geführt, um den in der Gondel erzeugten Strom auch in das öffentliche Stromnetz einspeisen zu können.

Außerdem muß der Turm noch eine Zuwegung für Menschen aufweisen, damit anfallende Wartungsarbeiten durchgeführt werden können.

Bei größeren Windkraftanlagen befindet sich diese Zuwegung in der Regel innerhalb des Turmes, während bei kleineren Windkraftanlagen außenseitig Treppen bzw. Leitern angebracht werden.

c) Das Fundament einer WKA

Das Fundament einer Windkraftanlage ist keineswegs ein unwichtiger Bestandteil, da es eine große Masse verteilt auf eine relativ geringe Fläche zu tragen hat.

Deshalb müssen die Fundamente von Windkraftanlagen große Druckkräfte aufnehmen können und entsprechend ausgelegt werden.

Je nach Bodenbeschaffenheit werden die Fundamente mit Stahlbeton hergestellt oder, falls der Boden wenig tragfähig ist, ist eine zusätzliche Pfahlgründung erforderlich.

Leistungsklassen verschiedener Windkraftanlagen

Je nach Größe einer Windkraftanlage wird diese in eine bestimmte Leistungsklasse eingeteilt.

So gibt es Kleinstanlagen, die lediglich in einem Leistungsbereich von einigen Kilowatt arbeiten, kleine Windkraftanlagen mit einem Rotordurchmesser von bis 16 Metern und einem Leistungsbereich bis 50 Kilowatt, mittlere Windkraftanlagen mit Rotordurchmessern bis zu 45 Metern und einem Leistungsbereich von bis zu 500 Kilowatt und Großanlagen, deren Rotordurchmesser mehr als 100 Meter betragen kann und die Leistungen von teilweise mehreren Megawatt bringen.

 

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