Große Windparks für die kommerzielle Stromerzeugung setzen nahezu immer auf Horizontalachser, doch auch im privaten Bereich sind sie die geläufigste Form von Windenergieanlagen. Dies liegt an ihrer praktischen Bauweise und ihrer hohen Effizienz. Allerdings haben die Anlagen auch einige Nachteile gegenüber Vertikalachsern, der anderen Bauform einer Windturbine. Erfahre mehr im Lexikon von Vegan Strom.
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Wie genau sind Horizontalachser aufgebaut?
Horizontalachser ähneln in ihrem Aufbau traditionellen Windmühlen, die es bereits seit Jahrtausenden gibt. Sie wurden jedoch für die Stromerzeugung optimiert. Die Windräder bestehen aus einem Fundament, welches den Netzanschluss beinhaltet, und einem großen Turm aus Stahl oder Stahlbeton, der im Durchschnitt etwa 130 Meter hoch ist (Stand 2018). Auf dem Turm befinden sich die mechanischen Komponenten der Anlage, angefangen mit der Maschinengondel. In dieser sind der Generator, das Getriebe und eine Bremse verbaut. Auf der Gondel finden sich oftmals auch Instrumente zur Messung der Windstärke und Windrichtung, um das Windrad optimal auszurichten oder es gegebenenfalls zu drosseln oder ganz abzuschalten. An der Maschinengondel ist schließlich der Rotor mit horizontal stehender Drehachse installiert. Hier haben sich dreiflügelige Modelle durchgesetzt. Die Rotorblätter sind aerodynamisch geformt, so dass bei wehendem Wind ein Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite entsteht, welcher den Rotor in Bewegung versetzt. Das Drehmoment wird anschließend über das Getriebe an den Generator weitergeleitet, der dann Strom produziert.
Bei der Bauweise von Horizontalachsern werden je nach Ausrichtung des Rotors zur Windrichtung zwei Untertypen unterschieden. So existieren Windräder als Luvläufer, bei denen der Rotor relativ zum Wind vor der Maschinengondel läuft, sowie als Leeläufer, deren Rotor hinter der Gondel steht. Leeläufer haben den Vorteil, dass sie sich leichter passiv dem Wind nachführen lassen. So werden Kosten und Gewicht der ansonsten hierfür nötigen Mechanik sowie die Zusatzenergie für die Bedienung der hydraulischen Systeme gespart. Allerdings haben Leeläufer dafür viele Nachteile: So ergeben sich durch die verwirbelte Strömung im Turmschatten, also hinter dem Rotor, hohe Lärmemissionen und eine stärkere Belastung der Rotorblätter. Außerdem unterliegen die Anlagen hierdurch Leistungsschwankungen. Im kommerziellen Sektor werden daher seit 1995 fast ausschließlich Luvläufer mit aktiver Windrichtungsnachführung verwendet. Das Prinzip des Leeläufers findet sich seitdem in der Regel nur noch in Kleinanlagen.
Die Vor- und Nachteile von Horizontalachsern
Horizontalachser haben sich im kommerziellen Sektor überwiegend aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads durchgesetzt. Dieser liegt meist bei etwa 50 Prozent und kommt dem theoretisch möglichen Wirkungsgrad von 59,3 Prozent schon relativ nah. Des Weiteren sind die Anlagen recht platzsparend im Aufbau und erreichen einfacher große Höhen, wodurch sie von stärkerem und stetigerem Wind profitieren. Allerdings sind die Anlagen teurer im Bau als Vertikalachser, vor allem, weil ihr Aufbau sie weniger robust macht und sie daher stabiler konstruiert werden müssen. Für den optimalen Betrieb ist außerdem eine Windrichtungsnachführung vonnöten, ebenso, um sie bei Sturm aus dem Wind zu drehen, um Beschädigungen zu vermeiden.
Horizontalachser produzieren sauberen, jedoch keinen veganen Strom
Der Großteil der Erneuerbaren Energie in Deutschland wird mithilfe von Windkraft produziert, folglich also überwiegend mit Horizontalachsern. Wie jede regenerative Stromquelle arbeiten die Anlagen ohne endliche Ressourcen und sind im Betrieb vollkommen klimaneutral. Allerdings haben Windenergieanlagen, vor allem Horizontalachser, einen großen Nachteil: Die Rotoren stellen eine Gefahr für Vögel und Fledermäuse dar, welche durch die Kraftwerke verletzt oder sogar getötet werden können. Aufgrund der Probleme durch Vogelschlag und Eisschlag verzichten wir von Vegan Strom auf Windenergie in unserem Strommix und setzen stattdessen auf tierfreundliche, saubere Stromquellen wie Solarenergie, Geothermie und Gezeitenkraft. Wenn auch Du genau diese Art von Energie beziehen und dabei helfen möchtest, das Tierleid in der Stromwirtschaft zu beenden, dann wechsele noch heute zu uns.
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