FAQ

Als Windenergie wird die kinetische Energie der Luftmassen bezeichnet. Sie bildet sich durch Sonneneinstrahlung. Hierbei wird die Luft unterschiedlich stark erwärmt und als Ausgleich zu den daraus verursachten Druckunterschieden werden Luftströme generiert. Diese Bewegungsenergie des Windes wird zur Herstellung von elektrischer Energie mit Hilfe von Windkraftanlagen genutzt.

Moderne Windkraftanlagen bestehen heutzutage in der Regel aus einem zwischen 40 und 160 Meter hohen Turm an dessen Spitze sich das Maschinenhaus, die sogenannte Gondel, befindet. Diese beinhaltet alle relevanten technischen Bauteile zur Erzeugung von Strom, insbesondere den Generator. Zusätzlich ist außen am Maschinenhaus der Rotor angebracht, welcher sich aus der Rotornarbe und den drei Rotorblättern zusammensetzt. Sorgen nun Winde für eine Rotation der Rotorblätter entsteht Energie. Die erzeugte Energie wird mittels des Generators in Strom umgewandelt. Das Prinzip ist vergleichbar wie mit einem Fahrraddynamo, d. h. es wird Strom durch drehende Bewegungen erzeugt. Sollten die Windgeschwindigkeiten zu stark sein, verstellen sich die Rotorblätter automatisch entlang ihrer Längsachse und verringern damit ihre Windangriffsfläche, sodass es zu keiner Überbelastung der Anlage kommt. Grundsätzlich bewegen sich die Gondel und der Rotor immer flexibel in Richtung Wind, d. h. die Windkraftanlage richtet sich immer optimal zur Windrichtung aus. Die Energiegewinnung mittels Windkraftanlagen ist komplett emissionsfrei. Zudem steht Wind, als erneuerbarer Rohstoff, unbegrenzt zur Verfügung. Der erzeugte Ökostrom wird – meist nach einer Transformation auf Mittelspannung – zu einer Übergabestation geführt und gelangt dann in das Stromnetz.

Windenergieanlagen haben durchschnittlich eine Nabenhöhe von 90 bis 130 Meter. Neue Anlagen erreichen mittlerweile Nabenhöhen von etwa 160 Meter. Nimmt man dann noch die Länge eines modernen Rotorblattes von ca. 80 Metern hinzu, wird eine Gesamthöhe von bis zu 240 Meter erzielt. Dabei ist die Höhe der Windräder nicht unbedeutend: je höher eine Anlage gebaut ist, desto ertragreicher ist sie, da in den höheren Lagen generell mehr Wind herrscht und dieser auch beständiger weht.

In der Regel werden 0,5 bis 1 Hektar Fläche pro Windrad, also 1-2 Fußballfelder, dauerhaft in Anspruch genommen, die Zuwegung mit inbegriffen. Aufgrund verschiedener Bestimmungen in den Bundesländern sowie variierender Voraussetzungen der Standorte unterscheiden sich die Werte jedoch zum Teil.  

Einige Bundesländer haben konkrete Regeln bezüglich der Mindestabstände zwischen Windenergieanlagen und Wohnhäusern festgelegt. Eine einheitliche Maßgabe gibt es momentan allerdings nicht. Zur Orientierung kann man sich an folgende Entfernungsregel richten: der Mindestabstand beträgt etwa die dreifache Größe der Windkraftanlage zu einzelnen Wohnhäusern und die vier- bis fünffache Größe zu einer Siedlung.

Die produzierte Strommenge hängt von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel dem Standort oder dem Anlagentyp und der Höhe des Windrads ab. An windreichen Standorten, beispielsweise an der Küste oder auf höher gelegenen Ebenen, generiert ein Windrad jährlich im Durchschnitt 15 Mio. kWh Strom. Mit einer solchen Menge lassen sich rund 4.000 Haushalte pro Jahr mit elektrischer Energie versorgen.

Durch optimierte Bautechniken und Schallwertvorgaben wird die Schallemission der Windenergieanlagen, erzeugt durch die Bewegung der Rotorblatter, kontrolliert und soweit reduziert, dass sie als störungsunrelevant gilt. Wenn sich Windenergieanlagen im Genehmigungsverfahren befinden, prüft die zuständige Immissionsschutzbehörde vorab die Einhaltung der Vorgaben im Bereich Geräuschemission. Hier kommt das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) zum Tragen. Eine wichtige Grundlage ist hierbei die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm), in welcher die richtige Handhabung mit tieffrequenten Tönen von Gewerbeanlagen definiert ist. Zu den tieffrequenten Geräuschen zählt Infraschall. Dies sind Schallwellen, welche in einem so niedrigen Frequenzbereich liegen, dass der Großteil der Personen sie nicht hören können. Infraschallbelastungen durch Windenergieanlagen wurden mehrheitlich untersucht und als sehr niedrig eingestuft. Langzeitstudien belegen, dass für den Menschen keine Schäden oder gesundheitliche Risiken zu erwarten sind: Infraschall Windräder ohne gesundheitliche Auswirkung | EnBW. Zudem ist der Mensch im Alltag viel höheren Werten ausgesetzt, beispielsweise in einem fahrenden PKW mit einer Geschwindigkeit von 130 km/h. Dort werden im Innenraum des Autos erheblich größere Werte gemessen.

Im Vorfeld der Errichtung einer neuen Windenergieanlage werden innerhalb des Genehmigungsverfahrens verschiedene Untersuchungen hinsichtlich des Artenschutzes und der Umweltverträglichkeit durchgeführt. Es wird kontrolliert, ob in dem Gebiet windkraftrelevante Tiere leben. Zu diesen zählen beispielsweise Brutvögel, Zugvögel, Haselmäuse, Fledermäuse oder auch Greifvögel. Mittels eines Gutachtens wird analysiert, ob der Standort zum Bau freigegeben werden kann oder die Auswirkungen auf die Natur und den Lebensraum der Tiere so groß sind, dass ein Anlagenbau nicht in Frage kommt. Häufig werden an die Genehmigung zum Betrieb der Anlagen Auflagen geknüpft. So kann festgelegt werden, dass eine Windkraftanlage kurzzeitig abgeschaltet werden muss, wenn eine Tierart über einen speziellen Zeitraum hinweg das Gebiet zur Brut oder Nahrungssuche nutzt. Generell haben Windenergieanlagen einen sehr geringen Einfluss auf die Tierwelt. Meist fliegen Brutvögel unterhalb der gängigen Höhe der Rotorblätter einer Anlage und Zugvögel halten genug Distanz zu den Anlagen.

Durch die Drehbewegung der Rotorblätter kann ein bewegter Schatten auf benachbarte Gebäude entstehen. Hierzu müssen die entsprechenden Wetterbedingungen vorliegen, wie beispielsweise ein wolkenloser Himmel und der passende Stand der Sonne. Die Prüfung des Schattenwurfs einer Anlage ist Teil des Genehmigungsverfahrens. Es muss durch ein Gutachten eine Prognose des Schattenwurfs vorgelegt werden. Folgendes gilt es hierbei zu beachten: der Schattenwurf auf Häuser darf eine Dauer von 30 Stunden im Jahr und 30 Minuten täglich nicht überschreiten. Sollte in dem Gutachten eine mögliche Überschreitung festgestellt werden, müssen die verursachenden Windenergieanlagen zum Schutz der Anwohnenden in den kritischen Zeiträumen und bei Vorliegen der entsprechenden Wetterbedingungen mittels Abschaltautomatik ausgeschaltet werden.

Windkraftanlagen besitzen eine ungefähre Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren. Damit eine Windenergieanlage so lange funktionstüchtig bleibt, muss sie regemäßig gewartet und gepflegt werden. Ist eine Anlage nicht mehr betriebsfähig wird sie stillgelegt und zurückgebaut. Dabei können viele der Anlagenteile und Stoffe oftmals recycelt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das sog. „Repowering“ von Windkraftanlagen. Hierbei werden alte Windräder oder Teile der Anlage durch neue, moderne ersetzt.

Die Sonne erzeugt eine riesige Menge an Energie, welche gebündelt in Sonnenstrahlen auf die Erde gelangt. Diese Energie entsteht durch eine sog. Kernfusion. Bei dem Vorgang verschmelzen Wasserstoffatome bzw. deren Kerne und werden zu Helium. Das Ganze findet bei enormen Temperaturen von über 5.000 Grad im Zentrum der Sonne statt. Sonnenstrahlen stehen uns unbegrenzt zur Verfügung. Somit ist die Energie der Sonne unerschöpflich. Photovoltaikanlagen wandeln die elektromagnetische Strahlung in elektrische Energie um und Strom wird erzeugt.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarmodulen. In diesen Modulen sind die wichtigsten Elemente, die Solarzellen, verbaut bzw. zusammengeschaltet. Die Solarzellen sorgen für eine Umwandlung der Lichtstrahlen in elektrische Energie. Dies funktioniert über Halbleiter, bestehend aus Materialien wie z.B. Silizium. Scheint nun die Sonne auf die Solarzellen, verstärkt sich die Leitfähigkeit der Solarzellen. Dadurch geraten Elektronen in Bewegung und Strom wird erzeugt. Dieser entstandene Gleichstrom muss allerdings erst mithilfe eines Wechselrichters, ebenfalls Komponente einer Photovoltaikanlage, in Wechselstrom transformiert werden, bevor er in das Stromnetz gespeist werden kann. Da eine Photovoltaikanlage nur bei Sonnenschein fortlaufend Strom generiert, wird nicht immer eine gleichbleibende Menge produziert. Hierfür gibt es allerdings auch eine Lösung: Batterien speichern den bei guter Wetterlage (über-)produzierten Strom für eine spätere Nutzung z. B. nachts oder an Regentagen.

Solarstrom, gewonnen aus Photovoltaikanlagen, trägt bereits erheblich zur Klimaneutralität bei und besitzt enormes Potenzial unter den regenerativen Energien. Eine 15 kW leistungsstarke Photovoltaikanlage auf dem Wohnhaus einer Familie sorgt für eine Reduzierung der CO₂-Emission von ca. 9 Tonnen im Jahr – also der Menge, die ein Mensch durchschnittlich pro Jahr in Deutschland herbeiführt. Geplantes Ziel bis 2030 ist eine Deckung von ca. 35 Prozent der bundesdeutschen Stromerzeugung mithilfe der Solarenergie.

Solarmodule halten mittlerweile bis zu 30 Jahre. Im Laufe der Zeit haben sich die Fertigungsprozesse stetig verbessert. Auch zukünftig wird sich die Lebensdauer von Solaranlagen durch optimierte Produktionsverfahren noch weiter erhöhen. Wechselrichter sind im Durchschnitt ca. 15 Jahre intakt. Verschieden Faktoren haben einen Einfluss auf die Alterung („Degression“) und die damit einhergehende sinkende Produktivität von Solaranlagen: größere Temperaturschwankungen, UV-Strahlung oder hohe Luftfeuchtigkeit sind beispielsweise ein Auslöser. Jedoch ist die Degression bei modernen Modulen sehr gering.

Die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage hängt u.a. von der Ausrichtung ab. Ist das Dach bzw. die Anlage komplett nach Süden gerichtet, können maximale Erträge erzielt werden. Auch ein Lichteinfall bei einer Neigung des Daches von 30-35 Grad sorgt für eine Idealleistung. Dieser Wert ergibt sich durch den durchschnittlichen Stand der Sonne im Jahr in Deutschland. Ebenfalls sollte darauf geachtet werden, dass so gut wie kein Schatten, erzeugt durch Bäume, Schornsteine oder andere Bauten, auf die Anlage fällt. Die Leistung einer PV-Anlage wird in der Einheit Kilowatt Peak (kWp) gemessen, wobei „Peak“ hier für die Spitzenlast der Anlage steht. Man kann folgende Daumenregel verwenden: eine Photovoltaikanlage erzeugt in etwa 1.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr und kWp.

Die Durchführung eines Blendgutachtens ist hilfreich, um Störungen und Ärger im Umfeld zu vermeiden. Meist ist dies auch ein erforderlicher Part im Genehmigungsprozess, vor allem in der Nähe von Bahnstrecken, Straßen oder Flughäfen. Generell sind die Solarzellen mit einer dünnen Antireflexschicht ausgestattet. Diese Schicht vermeidet eine störende Lichtreflexion und ist sogar noch hilfreich, denn es gelangt eine größere Menge Licht auf die Zellen und die Effizienz der Anlage wird gesteigert.