Eine Windkraftanlage (Windenergieanlage oder WEA) ist ein Gerät, das die Energie der Luftströme nutzt, um sie in besser zugängliche Energieformen wie kinetische, mechanische und elektrische Energie umzuwandeln.
Das wichtigste Bauteil einer Windkraftanlage ist das Windrad. Es nimmt die Energie des Windes auf und wandelt sie durch die aerodynamischen Kräfte, die sich aus der Wechselwirkung zwischen der Windströmung und den Flügeln ergeben, in die mechanische Energie seiner eigenen Drehung um.
Klassifizierung von Windkraftanlagen
Je nach ihrem Zweck und der Art der Umwandlung von Windenergie in andere Energieformen sind sie:
· Windmechanische WEA
· Windelektrische WEA - die gängigsten Anlagen
· Windthermische WEA
· Kombinierte Windkraftanlagen, die z.B. mechanische und elektrische Energie erzeugen.
Nach Konstruktion und Anzahl der Schaufeln:
· 2-, 3-, 4-, 5-schaufelige WEA
· Schaufellose Ausführungen (Spiralturbinen).
Je nach Lage der Drehachse:
· Vertikal (Rotations- oder Karusselltyp) - die Turbine wird vertikal zur Bodenebene aufgestellt. Geeignet für den Einsatz bei schwachem Wind.
· Horizontale oder flügelig WEA (Prinzip der traditionellen Windmühlen) - die Rotorachse dreht sich parallel zur Bodenoberfläche. Sie hat eine große Leistung bei der Umwandlung von Windenergie in Wechsel- und Gleichstrom.
Windkraftanlagen werden nach dem Material der Schaufeln unterschieden in:
· Aus Metall
· Aus Textilien
· Aus Polymeren
· Aus Kohlenstoff-Kunststoff
· Aus Fiberglas
· Kombinierte WEA.
Es wird nach der Autonomie des Betriebs unterschieden:
· Freistehende Windkraftanlagen - werden an Standorten eingesetzt, die weit entfernt von Versorgungseinrichtungen liegen.
· Windkraftanlagen, die mit anderen Energiequellen zusammenarbeiten (Dieselkraftwerken, Kraftwerken, Fotovoltaikanlagen usw.), sorgen für eine unterbrechungsfreie Energieversorgung.
· WEA, die als Teil eines Stromversorgungssystems betrieben werden.
Nach Anwendungsbereich:
· Industrielle WEA nutzen die erhaltene Energie für Produktionsaufgaben.
· WEA für Privathäuser und kleine Haushalte liefern Strom.
· Kommerzielle WEA leiten die erzeugte Energie zum Verkauf an das Stromnetz weiter.
Bei der Entscheidung über die Errichtung einer Windenergieanlage und die Wahl der Ausführung und des Typs der Windenergieanlage sollten die für jede Region und jeden Ort spezifischen Bedingungen - durchschnittliche Windgeschwindigkeit und -dauer, Windstärke, vorherrschende Richtung und Turbulenzen sowie andere Wetter- und Landschaftsbedingungen - berücksichtigt werden.
