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Lexikon der Geographie: Windenergie

Windenergie, 1) im physikalischen Sinne: die kinetische Energie des Windes EkinW [W·s], die durch das Produkt von Luftmasse m [kg] und dem halben Quadrat der Windgeschwindigkeit v [m/s] definiert ist:

EkinW=1/2mv2.
2) im populären Sinne der Energie- bzw. Stromertrag EWKA [W·s] bzw. [W·h] einer Windkraftanlage:

EWKA=cpWKA 1/2 ρ v3 FR t
mit cpWKA=technischer Leistungsbeiwert der Windkraftanlage, ρ=Luftdichte [kg/m3], FR=Rotorkreisfläche [m2] und t=Zeit [s] bzw. [h].
3) i.w.S. moderner Sammelbegriff für die Gewinnung, Nutzung und Vermarktung der Windenergie oder Windkraft durch Windkraftanlagen. Die mechanische Nutzung der Windenergie zur Wasserversorgung oder zum Mahlen von Getreide durch Windmühlen reicht bis ca. 1000 v.Chr. zurück und war bis zum Ende des 18. Jh. weltweit dominierend (allein in Deutschland ca. 15.000 Windmühlen). Seit der Industrialisierung und der Entdeckung fossiler Energieträger hat die mechanische Windkraftnutzung bis zur Bedeutungslosigkeit abgenommen. Allerdings werden bis heute in abgelegenen Gebieten der Erde kleine Windkraftanlagen mit einer Leistung von wenigen 10 kW zur Wasserversorgung oder Ladung von Batterieakkumulatoren (Powerloader) betrieben. Weltweite Bedeutung erlangte die Windkraftnutzung nach der Ölkrise in den 1970er-Jahren als alternative Quelle zur Stromgewinnung. Insbesondere durch ingenieurtechnische Verbesserungen, nationale Förderprogramme zur Windkraftanlagenerrichtung und Windstromvermarktung (z.B. Stromeinspeisungsgesetz in Deutschland) und durch zunehmenden Export in entwicklungsländer erlebt die Windenergiebranche zum ausgehenden 20. Jh. einen Aufschwung, der sich insbesondere in der Nabenhöhe und in der Nennleistung der Windkraftanlagen widerspiegelt. So stieg in Deutschland und Dänemark seit den 1980er-Jahren die durchschnittliche Nennleistung von unter 100 kW (bei Nabenhöhen um ca. 50 m) auf 1 bis 2 MW (Nabenhöhe 100 bis 150 m) im Jahr 2000 an. Moderne Windkraftanlagen benötigen zur effizienten Nutzung Windgeschwindigkeiten zwischen 5 und 12 m/s, sodass die Küstenregionen und die Kuppenlagen der (Mittel-) Gebirge zu den bevorzugten Standorten zählen. Der potenzielle Beitrag der Windenergie zum Primärstrombedarf wird weltweit auf nur wenige Prozent geschätzt.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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