Windkraft

Die Sonneneinstrahlung erwärmt die Erdoberfläche und die darüber liegenden Luftmassen. Die Einstrahlung ist je nach geografischer Rgeion (Aquator, Polgebiete) verschieden stark. Landflächen erwärmen tagsüber strärker und kühlen nachts schneller aus als Wasserflächen. Über stark erwärmten Regionen steigt die Luft auf und es entstehen Tiefdruckgebiete, während Hochdruckgebiete sich in kühleren Regionen bilden. Die Luft strömt von Hoch- zu Tiefdruckgebieten - es entsteht Wind.

Die örtlichen Windverhältnisse hängen von der geografischen Lage ab. Über Wasserflächen und Tiefebenen ohne Hindernisse werden höhere Windgeschwindigkeiten erreicht als im Binnenland.
In Deutschland beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit, gemessen in 10 m Höhe, an der Nordseeküste 6 m/s, während in Oberstdorf nur 1 m/s gemessen wurden.

Ein weiterer Faktor ist die Geländegenauigkeit. Der Wind folgt in seinem Strömungsverhalten der Eroberfläche, d.h. durch Hügel, Berge, Bauwerke und Wälder steigt er auf. Hinter diesen Hindernissen entstehen für Windenergieanlagen ungünstige Luftturbulenzen und Schwachwindgebiete.

Für die Stromerzeugung nutzbar wird die Windenergie ab einer durchsschnittlichen Windgeschwindigkeit von 3-4 m/s. Sie nimmt mit steigender Höhe zu.

Windenergieanlagen können in allen Klimazonen, auf See (Offshore) und in allen Landformen (Küste, Binnenland, Gebirge) zur Gewinnung elektrischen Stroms eingesetzt werden.

Im Werra-Meißner-Kreis gibt es bisher 2 Standorte mit Windkraftanlagen - Friedrichsbrück und Sontra.

Die Leistung (P) einer Windenergieanlage wird durch folgende Formel dargestellt:

P = c_p*1/2 p*v³*F

Dabei ist c_p de Leistungsbeiwert, p ist die Luftdichte, v die Windgeschwindigkeit und F die Rotorfläche. Der entscheidende Faktor ist die in dritter Potenz in diese Formel einfließende Windgeschwindigkeit. Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit führt zu einer achtfachen Leistung. Idt die tatsäschliche Windgeschwindigkeit an einer Anlage 10 % geringer als die im Vorab-Gutachten prognostizierte, beträgt die Leistungseinbuße 27 %. Der Leistungsbeiwert gibt an, welchen Teil der im Wind enthaltenen kinetischen Energie durch eine Windenergieanalage genutzt wird.

Laut Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft liegt der Anteil der Erneuerbaren Energien am Strommix im Jahr 2011 bei 19,9 %. Der Anteil der Windenergie macht dabei 7,6 % aus.