Windenergieanlagen wandeln die kinetische Energie der bewegten Luftmassen in elektrische Energie. Moderne Windkraftanlagen nutzen das Auftriebskonzept und entziehen dem Luftstrom einen Teil der Leistung.
Bei der Windenergienutzung gehört Deutschland seit langem zu den Spitzenländern und steht nach China und den USA auf dem dritten Platz. Weltweit waren Ende 2016 Anlagen mit einer Gesamtleistung von ca. 487 GW installiert, davon 50 GW in Deutschland (http://www.gwec.net/global-figures/graphs/).
Die Nutzung der Windenergie ist zu einem bedeutenden Wirtschaftsfaktor geworden: In Deutschland trug die Windenergie im Jahr 2015 einen Anteil von rund 14 % zur Bruttostromerzeugung bei. Allein mit der Windenergienutzung an Land könnten bis zu 65 % des deutschen Strombedarfs gedeckt werden. Hier liegen die Stromgestehungskosten je nach Windstärke und Anlagengröße bei 5 – 11 Cent/kWh (Quelle: Windmonitor) und können somit bereits heute an sehr guten Standorten mit denen konventioneller Kraftwerke konkurrieren.
Rund 390 TWh ließen sich mit einer Gesamtleistung von knapp 200 GW verteilt auf je 2 % der Fläche aller deutschen Bundesländer jährlich erzeugen (Quelle: BWE/Fraunhofer IWES). Bestehende Standorte lassen sich durch Repowering ertragreicher nutzen. Darunter versteht man den Ersatz älterer Anlagen mit geringer Leistung durch moderne Multimegawattanlagen.
Für die Windenergienutzung auf See hat die Bundesregierung eine Leistung von 15 GW bis zum Jahr 2030 als Ziel formuliert. Davon sind bis Mitte 2017 rund 4,7 GW realisiert Installierte Netto-Leistung zur Stromerzeugung
Die Offshore-Windenergie ist besonders attraktiv, weil mit einer Anlage gleicher Leistung mehr als doppelt so hohe Erträge wie im Binnenland erzielt werden können. Die technologischen und logistischen Anforderungen sind aber auch deutlich höher und die Kosten für die Stromerzeugung aus Offshore-Windenergie sind derzeit mit 11– 18 Cent/kWh (Quelle: Windmonitor) noch etwa doppelt so hoch wie an Land.
Forschungs- und Entwicklungsbedarf für Windenergie
Eines der wichtigsten Ziele der Forschung und Entwicklung ist eine weitere Kostenreduktion. Branchenexperten erwarten weitere 25 – 30 % bis 2030 (Quelle: IEA).
Weiterentwicklung der Anlagentechnik
Gewichtsreduktion durch neue Materialien, Verbundwerkstoffe und neue Bauweisen
Elastizität, Strukturdynamik und Flattern
Geräuschreduktion
innovative Regelungsverfahren
Generatoren und Leistungselektronik
neue Anlagenkonzepte
adaptive Rotoren
automatisierte Produktionsverfahren
computerbasierte Designprozesse
Simulation und Optimierungsverfahren
Wind-Klimatologie und Umgebungsbedingungen
verbesserte Windpotenzialbestimmung
zielgenaue Standortfindung in komplexem Gelände
genauere Bestimmung der Schallausbreitung und -einwirkung
Standortspezifische Anlagenauslegung
Bestimmung des Nachlaufs größerer Windparks, um Abschattungsverluste zu vermeiden
Wind- und Wellencharakteristik für Offshore- Anwendungen
Systemtechnische Einbindung
Regelung und Betriebsführung von Windparks
Fehlerfrüherkennung, zuverlässigkeits- und zustandsorientierte Instandhaltung
Informations- und Kommunikationssysteme
Netzwechselwirkungen und Systemdienstleistungen
verbesserte Windleistungsprognosen
Aktuelle Materialien
Hier sehen Sie einzelne Artikel zum Thema „Windenergie“. Eine komplette Übersicht über alle Publikationen finden Sie im Publikationsbereich.
Artikel aus "Politische Papiere anderer"
Factsheet Windenergieforschung (2021)
Daten und Fakten zur Windenergieforschung; herausgegeben von IWES, DLR, Forschungsverbund Windenergie und ForWind: Forschungsinfrastruktur Forschungsaufgaben: Kostensenkungspotenziale für Offshore- und Onshore-Windenergie
Factsheet Windenergie (2021)
Daten und Fakten zur Windenergie herausgegeben von IWES, DLR, Forschungsverbund Windenergie und ForWind: Anteil an der Stromproduktion Ausbau: Stand &…
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Workshop 2013: Sensorik für Erneuerbare und Ernergieeffizienz
Der Band enthält die Beiträge zum Workshop vom AMA Fachverband für Sensorik e.V. und vom ForschungsVerbund Erneuerbare Energien im März…
Diese Broschüre informiert über die Forschungsthemen im FVEE zu: Energiebereitstellung Systemkomponenten Energienutzung Energiesystemgestaltung Außerdem finden Sie hier die Ziele des…
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Themen 2020: Forschung für den European Green Deal
Die schleppende Umsetzung der Energiewende verursacht eine deutliche Klimaschutzlücke, so dass der Handlungsdruck für die Entwicklung und den Aufbau eines…
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Expert*innen
DLR
Dr. Jan Teßmer
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Linder Höhe, 51147 Köln