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Woher der Wind weht

Windkraft boomt. Ob in den USA, Großbritannien oder Deutschland – wirtschaftlich sind Anlagen aber nur, wenn sie an geeigneten Standorten errichtet werden.

Der Himmel ist klar, die Sonne scheint, bis sie sich plötzlich verdunkelt. Der Wind tobt in der Sahara und wirbelt Sand auf. Etwa fünf Milliarden Tonnen Staubpartikel gelangen jedes Jahr in die Atmosphäre, die Hälfte davon ist auf Saharastaub oder Vulkanasche zurückzuführen. Zum Vergleich: Im Burj Khalifa in Dubai, dem höchsten Gebäude der Welt, sind 149.000 Tonnen Stahl und Beton verbaut. Der Wind schleudert also eine Staubmenge in die Atmosphäre, die mehr als 33.557 Wolkenkratzern dieser Größenordnung entspricht. Doch woher kommt diese Kraft?

Faktisch ist Wind nichts anderes als ein Druckausgleich, der in erster Linie durch Temperaturunterschiede zustande kommt. An der Küste erwärmt sich die Luft tagsüber etwa über dem Land schneller als über dem Meer. Die warme Luft steigt auf, und vom Meer strömt kalte Luft nach – schon weht eine steife Brise. Küstenregionen gehören daher zu den besten Gebieten für Onshore-Windkraftanlagen überhaupt.

Das Gleiche passiert auf globaler Ebene. Jetstreams wehen in etlichen Kilometern Höhe. Unter anderem entstehen diese Luftbewegungen durch Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator. Die Jetstreams liefern das notwendige Windpotenzial und sind für die Entstehung wechselnder Wetterlagen verantwortlich, die sich lokal auf das Energieangebot eines Windparks auswirken. Zudem können topografische Eigenheiten sowie Hindernisse wie Häuser die Energieernte beeinträchtigen. Grundsätzlich ist das Potenzial der globalen Onshore-Windenergie enorm. 2009 haben es Forscher der Universität Harvard geschätzt: Sie kamen auf bis zu 1,3 Millionen Terawattstunden (TWh) pro Jahr. Das ist etwas über achtmal so viel wie der weltweite Primärenergieverbrauch. Doch solche Zahlen werfen ein schiefes Bild auf den Markt der Onshore-Windenergie. Denn nicht überall, wo Wind weht, können Anlagen gebaut werden. Ein großer Teil der Grundstücke steht nicht zur Verfügung, in vielen Ländern schränken Mindestabstände zu Wohnbebauungen, Immissionsschutzverordnungen und Umweltauflagen die Möglichkeiten ein. Wer in eine Windanlage investiert, will hinsichtlich des Ertrags sichergehen – gefragt ist ein Windgutachten. Einen ersten Eindruck verschaffen sich Planer mit Windatlanten, die auf meteorologischen Langzeit-Daten basieren. Falls es bereits Windräder in der Umgebung gibt, lässt sich deren Ertrag ebenfalls auswerten. Im nächsten Schritt messen die Spezialisten den Wind vor Ort. Dafür gibt es zwei gängige Methoden zur Messung der Windgeschwindigkeit. Der Klassiker ist ein Windmast, der errichtet wird. Oben ist ein Rotor mit drei Armen befestigt, an dessen Enden Halbschalen angebracht sind. Sie drehen sich bei Wind und liefern aussagekräftige Daten, wenn die Messung mindestens über ein Jahr erfolgt. Die zweite Möglichkeit ist das noch junge Lasermessverfahren LiDAR (Light detection and ranging). Dabei handelt es sich um ein Gerät, das auf einen Autoanhänger passt und ebenfalls die Windgeschwindigkeit misst. Vom Boden aus sendet es Laserpulse. Sie werden von kleinen Teilchen in der Luft (Aerosolen) zurückgeworfen, die sich durch den Wind bewegen. Welches Messverfahren günstiger ist, hängt von der geplanten Höhe des Windmastes und den Baukosten ab, in jedem Fall ist LiDAR flexibler. Das System kann vor Ablauf des Jahres abtransportiert werden, entsprechen die Ergebnisse nicht den Erwartungen. Denn: der Wind entscheidet selbst, wann und wo er seine Kraft zeigt.

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USA

Die USA holen auf. 2008 deckte Windkraft nur 1,5 Prozent des landesweiten Stromverbrauchs, 2013 war es mit etwas über 61 Gigawatt (GW) bereits das Dreifache (4,5 Prozent), und 2014 lag die installierte Leistung bei 65,88 GW. Bis 2050 soll es im Idealfall ein Viertel des landesweiten Stromverbrauchs sein.

Großbritannien

Die Insel verfügt dank ihrer Küsten über großes Potenzial: Die installierte Windkraft ist von 10,7 Megawatt (MW) Ende 2013 auf 12,4 MW Ende 2014 angewachsen. Eine wichtige Rolle spielt der Offshore-Bereich, der im Jahr 2020 18 GW erbringen soll, was circa 17 Prozent des gesamten Stromverbrauchs wären.

Deutschland

Mit 39,25 GW installierter Leistung an Windkraft stand Deutschland Ende 2014 weltweit auf Platz drei, hinter China und den USA. Die Windkraft lieferte 8,6 Prozent der gesamten Bruttostromerzeugung. Bis 2020 sollen onshore jedes Jahr 2,5 GW hinzukommen. Auf See sollen es bis dahin insgesamt 6,5 GW sein.

Aufwärtswinde

Die BayWa profitiert von den positiven Entwicklungen auf dem Windmarkt: So bietet die 100-prozentige Tochter renerco plan consult GmbH Dienstleistungen rund um erneuerbare Energien an, etwa Windgutachten und die Planung von Windparks. BayWa r.e. renewable energy ist über Windparkprojekte am Geschäft beteiligt – wichtigste Märkte: Deutschland, Großbritannien und USA. Erst 2015 hat BayWa r.e. in den USA den Windpark Beethoven mit einer Leistung von 80 Megawatt (MW) verkauft. In Großbritannien war der Verkauf des Windparks Stroupster mit einer Leistung von 29,9 MW ein großer Erfolg. Im Anschluss an die Planung bleibt BayWa r.e. vielfach über die technische und kaufmännische Betriebsführung der Anlagen im Geschäft.

Mehr Infos unter:

www.baywa-re.com