In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit



1. Die zeitliche Entwicklung

    Der Wind ist eine der ältesten Energiequellen des Menschen. Schon seit vier Jahrtausenden weiß der Mensch, die Energie des Windes zu nutzen, zunächst nur als Antrieb für Segelschiffe, doch schon 1700 v. Chr. sollen die ersten Windräder in Mesopotamien gestanden haben.
    Zuverlässig nachgewiesen sind Windmühlen im persischen Raum aber erst um 1000 n. Chr.
    In Europa gab es die ersten Windmühlen 1180 in der Normandie. Von dort aus breiteten sie sich vorwiegend in den Niederlanden und in Dänemark, dann auch in Deutschland aus.
    1577 gab es dann schließlich auch Windräder im Raum Bulgarien.
    Überall, wo die Windverhältnisse günstig waren, wurde nun mit Windrädern Getreide gemahlen, Wasser gepumpt und Holz gesägt.

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    Quelle: Experimente zur Windenergie, Lehrerheft

    Als um 1930, also mehr als dreihundert Jahre später, sogar Strom aus Wind erzeugt werden konnte, gab es etwa 6 Millionen Windräder, die in den ländlichen Teilen der USA vor allem Wasser aus dem Boden pumpten, und ca. 3500 in Deutschland.

    Die Zentralisierung der Energieversorgung, verbunden mit dem Bau von Großkraftwerken, ließ die Windräder im Laufe der Jahre und Jahrzehnte aber fast überall verschwinden.

    Erst um 1990 kam ein regelrechter Windkraftboom auf, obwohl die Windräder noch nicht verlässlich genug waren und und es an Erfahrungen mit leistungsfähigeren Anlagen fehlte. So musste der fast 100 Meter hohe und 3000 Kilowatt leistende „Growian“ (Große Windenergie-Anlage — es war die größte der Welt) an der Westküste Schleswig-Holsteins 1987 wegen sich häufender Pannen abgeschaltet werden. Aber da sich im Rahmen der Umwelt-Diskussion weite Teile in Politik und Gesellschaft zur Abkehr von herkömmlichen Kraftwerken entschlossen und der Gesetzgeber für eine großzügige finanzielle Unterstützung dieser umweltfreundlichen Energiequelle sorgte, entstanden immer mehr, immer leistungsfähigere und robustere Windenergieanlagen.
    Es wurde das Stromeinspeisegesetz verabschiedet; danach sind deutsche Energieversorgungsunternehmen verpflichtet, Energie aus regenerativen Stromquellen zu festgesetzten (relativ hohen) Preisen abzunehmen und zu verkaufen.

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2. Die technische Entwicklung

    Durch die Segelschifffahrt kam man 1700 v. Chr. in Mesopotamien auf die Idee ein Windrad zu bauen um Getreide zu mahlen oder andere Dinge in Bewegung zu setzten. Diese ersten Windräder hatten eine vertikale Drehachse, das heißt die Flügel drehen sich mit dem Wind und nicht wie heute senkrecht dazu. Die Flügel bestanden aus geflochtenen Matten. Doch viel weiß man nicht über diese Windmühlen.
    Aus dem persischen Raum weiß man aus der Zeit um 1000 n. Chr. genaueres. Auch hier war die Drehachse horizontal. Diese Windmühlen wurden Widerstandsläufer genannt, weil sie dem Wind einen Widerstand entgegensetzten. Da der Wind in beiden Richtungen einen Widerstand hatte, wurde das Windrad also in beide Richtungen gedrückt. Man schottete die eine Rotorhälfte ab, damit auf dieser Seite keine Kraft auf die Flügel wirkt. Diese Anlage funktionierte natürlich nur, wenn der Wind exakt aus der richtigen Richtung kam. Der Vorteil der vertikalen Achse war, dass man einen Mahlstein direkt an der Antriebswelle befestigen konnte, ohne erst durch ein Getriebe die Drehrichtung zu ändern.
    1719 löste man die Frankreich das Problem des o. g. Widerstandes beim Rücklauf mit umklappbaren Flügeln.

    In Europa wurde 1105 die wesentlich wirkungsvollere Bockwindmühle erfunden.
    Diese Windmühle hat nun eine horizontale Drehachse und vier große Flügel.
    Der große Vorteil war, dass das Mühlenhaus drehbar war, so konnte man es immer in die Windrichtung drehen. Die Drehbewegung wurde durch ein Kammrad und ein Getriebe auf den Mühlenstein übertragen.
    1558 wurde die erste Windmühle im Raum Breckerfeld aufgestellt, 1684 in Schwelm; sie arbeitete bis 1760. Die letzte Breckerfelder Mühle von 1812 war hier noch etwa 1900 vor dem nördlichen Tor zu sehen. Eine Bockwindmühle befindet sich heute wieder ganz in der Nähe, nämlich im abgebildeten Mühlenhof Breckerfeld.

    1573 erfanden die Holländer die Kappenwindmühle, bei der nur noch die Kappe mit dem Rotor in die richtige Richtung gedreht werden musste und nicht mehr die komplette schwere Mühle.

    Eine andere Windmühle ist die 1854 in Amerika erfundene Westernmill. Ihre Merkmale sind ein hoher Gitterturm und ca. 15 Blätter (oder auch mehr) aus gebogenem Blech. Diese hohe Anzahl von Flügeln bietet eine große Angriffsfläche, ist also gut für das windärmere Binnenland geeignet.

    1887-88 konstruierte Charles F. Brush, ein Gründer der amerikanischen Elektrizitäts-Wirtschaft, in Cleveland/Ohio eine Anlage, die man als erste vollautomatische Windkraftanlage zur Stromerzeugung ansieht.
    Diese Anlage besaß allerdings einen sehr geringen Wirkungsgrad.

    1905 wird ein solches Windrad in Ennepetal-Milspe eingesetzt, um Trinkwasser aus dem Behälter Heinrichstraße in den höher gelegenen neuen Behälter auf dem Hardt zu fördern.

    1891 entwickelte der Däne Poul La Cour die erste Windanlage zur Stromerzeugung , die Erkenntnisse der Aerodynamik realisierte, also auch nur aus wenigen Flügeln bestand.
    Die dänischen Windkraftanlagen waren 1931 schon so gut entwickelt, dass Admiral Byrd eine auf seiner Antarktis-Station einsetzte, die sich dort unter extremen Bedingungen 23 Jahre hielt.

    Nach der oben angesprochenen Unterbrechung durch die Zentralisierung der Energieversorgung brachten

    • auf politischer Ebene die Ölkrise und die Suche nach regenerativen Energien
    • sowie auf technischer Ebene die Entwicklung verbesserter aerodynamischer Flügel
    dann zum Ende des zwanzigsten Jahrhunderts den beginnenden Boom der Windenergie.
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Erstellt am 26.01. 2004; zuletzt geändert am 11.01.2005 . (Ka)