Was Sie nie über Windkraft wissen wollten

VW baut nicht nur Wagen fürs Volk. Der Bugatti Veyron, das exklusive Topmodell, ist in der Standardversion 400 km/h schnell. Falls Ihnen das nicht reicht, die Sportversion bringt’s auf 430. Dafür braucht der Wagen einen starken Motor: einen turbogeladenen 8 Liter 16 Zylinder, der 900 kW (1.200 PS) auf die Kurbelwelle bringt. Das Auto wiegt 1,9 Tonnen, davon machen Motor plus Getriebe etwa ein Viertel aus. Es ist also möglich, eine Maschine zu bauen, die 900 kW Leistung abliefert und die nur eine halbe Tonne wiegt. Eine größere Windturbine hat eine „installierte Leistung“ von 6 Megawatt = 6.000 Kilowatt. Im Jahresdurchschnitt liefert sie 20 Prozent davon, also 1.200 kW; das ist, zugegeben, etwas mehr, als der Bugatti Motor leistet, aber was wiegt sie?

Das Fundament aus 1.400 Kubikmetern hochfestem Stahlbeton hat 3.500 Tonnen. Der Turm besteht aus Schalen, von denen jeweils 3 einen Ring mit 50 Metern Umfang bilden. 35 solcher Ringe bauen den Turm auf: 130 Meter hoch und 2.800 Tonnen schwer. Der Kasten oben drauf, genannt Maschinenhaus, ist 120 Tonnen schwer und beherbergt den Generator von 220 Tonnen, der durch einen 320 Tonnen schweren Rotor angetrieben wird. Gesamtgewicht der Anlage ist – rechnen Sie nach – rund 7.000 Tonnen (siehe hier).

Die Röhre, auf der oben das Maschinenhaus sitzt, bedeckt am Boden eine Fläche von 200 Quadratmetern, darin hätte ein kleinerer Supermarkt Platz. Dieser Gigant leistet im Durchschnitt nur wenig mehr, als ein Bugatti-Motor, der nur eine halbe Tonne auf die Waage bringt – nicht 7.000. Der Bugatti braucht natürlich Sprit, der Vergleich soll nur aufzeigen, welches Verhältnis von Leistung zu Masse technologisch möglich ist.

Maschinen, die pro abgegebener Leistung so unglaublich schwer sind wie das beschriebene Monster, können nicht wirtschaftlich sein. Aber weil sie durch astronomische Summen gefördert werden, ist eine wahre Goldgräberstimmung entstanden, und die Ungetüme werden installiert auf Teufel komm raus. Der Goldregen könnte ja versiegen.

Von nichts kommt nichts

Warum eigentlich müssen Windturbinen so groß sein? Kann man sie mit moderner Technik vielleicht auf die Ausmaße eines Bugatti schrumpfen? Um zu erklären, warum das nicht geht, dazu brauchen wir etwas Physik. Die mechanische Leistung, die eine Luftströmung pro Quadratmeter anbietet, ist gleich der Dichte der Luft multipliziert mit ihrer Geschwindigkeit hoch drei. Und das Ganze halbiert.

Hier ein Beispiel:

Falls Sie bei sanfter Fahrt, sagen wir gut 50 km/h, einen Hula-Hoop-Reifen (erinnern Sie sich?) im offenen Cabrio hoch halten, und zwar so, dass der Fahrtwind durch den Ring pustet, dann rauschen da so ungefähr 2 kW durch.

Damit kann man nicht viel anfangen. Nehmen wir den oben beschriebenen Riesen, der bei einem 50 km/h Wind 6.000 kW bringen soll. Der muss dem Wind eine Fläche von 3.000 Quadratmeter anbieten. Jedes der drei Rotorblätter muss dann ungefähr 30 Meter lang sein. Leider können die Flügel aber nicht die gesamte Windenergie ernten, ihr Wirkungsgrad ist bestenfalls 40 Prozent. Statt einer Fläche von 3.000 Quadratmetern brauchen wir also derer 7.500, um bei 50 km/h Wind 6.000 Kilowatt Strom zu produzieren.

Die Kunst der richtigen Windgeschwindigkeit

Dafür brauchen wir Flügel, die 50 Meter lang sind. Zum Vergleich: Die Flügel eines Airbus A380 Superjumbo sind nur 40 Meter lang. Unsere Windräder müssen leider so groß sein, weil die Luft ein so verdammt dünnes Medium ist (der schwere Airbus wird trotzdem von der dünnen Luft getragen, aber erst ab 300 km/h – und seine vier Turbinen leisten dabei übrigens 330 Megawatt, so viel wie 55 unserer Windräder bei optimalem Wind).

Diese gigantischen Ausmaße werden einmal eine Herausforderung sein, wenn die Windräder nach ihrer nützlichen Lebensdauer von 10 oder 20 Jahren beseitigt werden müssen. 7.000 Tonnen Stahl, Beton, Kunstsoff und Kohlefaser werden ein nie dagewesenes Entsorgungsproblem darstellen. Bei rund 30.000 solcher Monster – zwar nicht alle 7.000 Tonnen schwer – kommen da dennoch hunderte Millionen Tonnen Schrott zusammen; das ist mehr, als sämtliche Autos Deutschlands auf die Waage bringen würden! Und hohe Anteile sind Kohlefaser und Plastik. Da müssen wir viele Plastik-Strohhalme einsparen, um das wettzumachen. Wie das gehen soll, ist noch nicht ganz klar. Es gibt noch kein etabliertes Verfahren, um das Zeug sauber zu recyceln. (siehe hier)

Zurück zur Leistung der Monster. Das mit der dünnen Luft wäre halb so schlimm, wenn in unserer Formel nicht die Windgeschwindigkeit hoch drei stünde. Die gute Nachricht ist, dass wir bei doppelter Geschwindigkeit immerhin 2 hoch 3 = 8 mal so viel Leistung haben, die schlechte Nachricht ist, dass wir bei halber Geschwindigkeit nur ein Achtel bekommen.

Unser Monster bringt seine „installierte (das heißt maximale, theoretische) Leistung“ bei 50 km/h. Weht der Wind schneller, dann bringt sie auch nicht mehr, denn sie wird „abgeregelt“, und weht es noch mehr, dann wird sie „abgeschaltet“, damit sie nicht kaputt geht. Das funktioniert leider nicht immer. (siehe hier)

Bei Flaute nichts, bei Starkwind zu viel

Bei 15 km/h Wind aber, das ist immerhin noch flottes Radfahrerinnen-Tempo, bekämen wir nur noch 160 kW. Eine Maschine, größer als ein Super-Jumbo, bringt dann so viel oder so wenig Leistung wie der Motor eines VW Golf. Soweit jedenfalls die Theorie, in der Praxis würde das Ding vermutlich stillstehen.

Falls Sie Segler sind, kennen Sie die Geschichte ja hinlänglich. Entweder dümpelt man tagelang dahin und verbringt die Zeit mit Seemannsgarn bei lauwarmem Bier, oder es kachelt dermaßen, dass man die Segel reffen muss und hoffen, dass unter Deck alle Schubladen dicht sind. Es ist nicht daran zu denken, dass man bei doppelter Windgeschwindigkeit einfach doppelt, geschweige denn achtmal so schnell wäre. Den stetigen Wind, bei dem das Schiff mit seiner Lieblingsgeschwindigkeit durchs Wasser pflügt, den hat man nur alle Jubeljahre.

Einfach ausgedrückt: „Windgeschwindigkeit hoch drei“ bedeutet für die Windgeneratoren, dass man entweder zu viel des Guten bekommt oder gar nichts. Wenn der Wind richtig weht, dann muss man den Strom zu Schleuderpreisen exportieren, manchmal sogar zu „negativen Preisen“. Oder aber es herrscht Schwachwind, und man muss den ganzen Strom aus den herkömmlichen Kraftwerken im In- und Ausland beziehen.

Aus dieser Situation können wir uns auch nicht retten, wenn wir noch mehr Rotoren aufstellen. Die werden bei starkem Wind noch mehr Überschuss produzieren und bei Flaute auch nichts.

Maximal 20 Prozent Strom aus Windkraft

Wie viel Strom beschert uns die deutsche Windkraft nun tatsächlich? Da gibt es unterschiedliche Statistiken, und bekanntlich soll man nur derjenigen Glauben schenken, die man selbst gefälscht hat. Das wird schwierig. McKinsey kommt zu folgendem Resultat:

Erneuerbare Energien bedrohen die deutsche Wirtschaft und Energieversorgung.

… Deutschland erzeugt trotz großer Hektik immer noch nur 35% seines Stroms aus erneuerbaren Energien. Und wenn die Biomasse-Verbrennung, die häufig schmutziger ist als Kohle, nicht berücksichtigt wird, entfielen 2018 nur 27% der Stromerzeugung auf Wind-, Wasser- und Solarstrom in Deutschland. (siehe hier)

Ziehen wir Solar und Wasser davon ab, dann bleiben maximal 20 Prozent aus Windkraft.

All die Anstrengungen der Energiewende wurden ja unternommen, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren, um das „Klima zu retten“. Ist das gelungen? Keineswegs. Deutschland hat immer noch signifikant höhere Pro-Kopf-Emissionen (11 Tonnen pro Jahr CO2) als Frankreich, England oder Italien (jeweils ca. 7 Tonnen) und liegt 3 Tonnen über dem EU Durchschnitt. (siehe hier)

Dafür haben wir die höchsten Strompreise und bald die „Smart Meters“, welche dafür sorgen werden, dass wir den Strom nicht dann bekommen, wenn wir ihn brauchen, sondern dann, wenn es den Protagonisten der Energiewende in den Kram passt.

Kein Ziel vor Augen, dafür verdoppelte Anstrengung

Es ist verständlich, dass die in Wohlstand geborenen Generationen die deutsche Wirtschaft für „unkaputtbar“ halten. Die Verwundbarkeit der Natur aber wurde ihnen doch Jahrzehnte lang unmissverständlich eingetrichtert. Doch diese heiligen Kühe von damals werden jetzt herdenweise geschlachtet. Die einmalige Landschaft, der vom Tode bedrohte Wald, die Tier- und Pflanzenwelt, der Juchtenkäfer, der große Abendsegler und das braune Langohr, keiner hat mehr Anspruch auf Schutz. Sie alle sind jetzt zum Abschuss freigegeben. Sie werden dem einzigen, allerhöchsten Ziel geopfert, das es noch gibt.

Bei aller Aussichtslosigkeit wird dieser Weg beharrlich verfolgt, und die Tatsache, dass kein anderes Land in die gleiche Richtung geht, steigert nur die eigene Besessenheit. Eine Besessenheit, die keine Fragen zulässt, was der Nutzen ist, die keine Wahrnehmung hat für den Schaden, der angerichtet wird, und die dazu führt, dass man sich selbst und anderen viel Leid zufügt.

Ein einzelner Mensch mit solch einem Verhalten würde als psychologisch auffällig eingestuft. Die abnormale Intensität, mit der ein extrem enger Interessensbereich verfolgt wird, und die Blindheit für die Auswirkungen auf das persönliche Wohl und das der anderen sind Merkmale einer krankhaften Entwicklungsstörung. Diese wurde 1944 erstmals von dem Wiener Kinderarzt Hans Asperger beschrieben und 2018 durch Greta Thunberg weltweit populär gemacht.

Betrachtet man die Begeisterung der mehrheitlich schwarz-rot-grünen deutschen Bevölkerung für die Energiewende, dann meine lieben Mitbürgerinnen und Mitbürger, dann drängt sich die Frage auf: seid Ihr vielleicht alle ein bisschen Greta?

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Hans Hofmann-Reineckes Blog Think Again.

Foto: Pixabay

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K.Richter / 18.03.2020

Wer ist schon Mc Kinsey?? ;-) Immerhin haben wir eine Studie der Bertelsmann-Stiftung und ein Frau Prof. Kemfert und wenn die es nicht wissen, ja wer denn dann??? :-(

Bernd Vogel / 18.03.2020

Bernd Vogel 18.03.2020 hier nutzt man die Unwissenheit der Leute, 36 MegaWatt werden erzeugt, das Fundament ist wesentlich kleiner, die Berechnung m³ zu Tonnen ist auch nicht korrekt. Wenn wir kein Windenergie, kein Öl, und kein Atom wollen setzen wir uns auf das Fahrrad. Vergesst bitte nicht das der Windstrom im Moment der Günstigte ist und in Zukunft noch preiswerter wird.

Andreas Günther / 18.03.2020

“…...Sie alle sind jetzt zum Abschuss freigegeben. Sie werden dem einzigen, allerhöchsten Ziel geopfert, das es noch gibt…..” Aber dafür haben wir doch jetzt den Schafe- und Kälbermordenden Wolf. Die Überschneidungen zwischen den Windkraft -und Wolfsbefürwortern dürften beträchtlich sein.

Jochen Lindt / 18.03.2020

Ist doch egal ob das Windrad physikalischer Unfug ist, wirtschaftlich rechnet es sich über die exorbitanten Strompreise, die werden noch in diesem Jahrzehnt die Marke von € 2 kWh knacken. Spätestens nächstes Jahr kriegen wir einen Strompreis von 50 Cent/kWh. Bei diesen Preisen kann man auch per Fahrraddynamo einspeisen.

sybille eden / 18.03.2020

Die Schizophrenie ist doch , daß ” die in Wohlstand geborenen” die Wirtschaft ,von der sie leben,völlig ideo, die grünenlogisiert als ein FEINDBILD begreifen, Sie wissen schon das die “kaputtbar” ist, und genau das verfolgen sie seit gut 40 Jahren ! Das ist doch der Sinn der “großen Transformation” ! Sie wollen zurück in ihre kuscheligen Steinzeithöhlen , zu einer “solidarischen” Gesellschaft ohne Automobile und Klopapier !

toni Keller / 18.03.2020

Hier auf der Achse und anderswo wird seit Jahren sowohl von den Autoren, als auch von den Lesern kompetent der Irrsinn derzeitiger Politik aufgezeigt. Nun frage ich mich schon länger, eigentlich seit Jahrzehnten ob “die da oben” wirklich so dumm sind, wie es den Anschein hat? Ich kann es mir, ehrlich gesagt nicht vorstellen, dass “die da oben” von all dem was “die da unten” schreiben, wissen und nachweisen nichts wissen, sondern es noch besser als die da unten wissen, dass das Gesundheitswesen marode ist, die Rente der demnächst in Rente Gehenden genau nicht sicher, dass “wir das nicht schaffen können” mit den Millionen von Migranten und dass die “Energiewende” nicht machbar ist. Schaut man jetzt auf die aktuellen Maßnahmen betreffs Corona, so ergibt sich, sofern man es schafft den Panikmodus auszuschalten, ein ungemein stimmiges Bild.

Peter Gentner / 18.03.2020

Aus meinem Umfeld, und das ist durchweg kein extremes, kann ich nicht bestätigen dass die Begeisterung für die Energiewende flächendeckend ist! Das wird durch die MSM, nach dem Motto: “Betreutes Denken”, gebetsmühlenartig publiziert. So schafft es eine Minderheit den Eindruck zu erwecken als wäre sie die Mehrheit. Mit dem ständigen Aufwärtstrend der Grünen verhält es sich ähnlich, würde auch funktionieren, wenn die störenden Wahlen und die nervigen Wähler nicht wären…. wie man erst in Bayern gesehen hat. Einfach mal die ÖR-MSM aufmerksam verfolgen und eine Woche mal Strichliste führen, wie oft z.B. Grün*innen zu den unmöglichsten Themen zu Wort kommen und das obwohl sie bei der BTW 2017 keine 9% erhielten!

W. Giebler / 18.03.2020

Legt man die angegebenen Werte zugrunde, werden schon bei der Herstellung des Materials für Fundament und Turm ca. 4700 Tonnen CO2 erzeugt, noch bevor das Ding aufgebaut ist und die erste Kw/h Strom produziert hat.

Detlef Jung / 18.03.2020

Klasse, lieber Herr Hofmann-Reineke, wieder ein wunderbar unpassender Autovergleich, danke - ich liebe diese leicht schrägen Metaphern. Ist aber m.E. als Vergleich gar nicht verkehrt, nur ein wenig aufgesetzt. Deshalb setz´ ich noch einen obendrauf: Qualifikationsleistung des 1.5 Liter hubraumkleinen 02er Motors im Brabham BT52 u.a. in Kyalami 1983: 1000 kW (ned PS) aus einem kleinen Vierer mit dicker Turbine - ich glaube mich an knapp 3 bar Druck erinnern zu können. Gewicht des Antriebs unter 150 kg, Haltbarkeit - die Zeit bis zum Rennen. Also alles richtig gemacht und Titel geholt. Ansonsten ja klar, die Grünbraunen haben´s nicht so mit Naturschutz, die in städtischen Verbänden Organisierten schon gar nicht, eher Antifantensupport. Selbst der Nabu und die genannte “politische” Kraft liegen inzwischen immer wieder mal z.B. bei Bauvorhaben beachtlich über Kreuz, auch argumentativ. Da kann man als “Rääächter” echt noch was lernen. Die maoistische Palavertruppe ist eher auf Linie von Resch, Jürgen Resch - auch ein echter Umweltschützer. Die Entsorgerung der Monsterwindmühlen wird zu einem echten Problem. Und die Nicht-Genehmigungen der Goldgräbernuggets in BW könnte demnächst für ein vorzeitiges Ende dieser Liebesbeziehung führen, auch politisch. Danke an @Karl Eduard für Ihre kreativen Vorschläge zur Entsorgung - insgesamt super Beitrag, danke. (Falls die Afrikaner irgendwann deren Schlagbäume für Europäer, speziell aus unserer Ecke wieder aufmachen)

Klaus Reichert / 18.03.2020

Beim Bugatti nehmen Sie die Spitzenleistung und vergleichen sie mit dem Jahresmittelwert der Windkraftanlage. Das passt nicht. Der Bugatti benötigt im Mittel vielleicht 50 kW oder weniger, um voranzukommen, normaler Verkehr vorausgesetzt. Die müssten sie mit den 2000 kW der Windkraftanlage vergleichen. Den Spitzenwert des Bugatti, 900 kW, müssten sie mit dem Spitzenwert der WKA, 6000 kW, vergleichen. Das sieht bezüglich Leistungsgewicht immer noch schlecht für die WKA aus. Allerdings kann die WKA einen nicht geringen Teil ihrer Spitzenleistung über 25 Jahre abgeben, der Bugattimotor würde beim andauernden Abfordern von, sagen wir, 300 kW, nach recht kurzer Dauer das Zeitliche segnen. Sonst allerdings guter Artikel.

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