Energien und ihre Nutzung haben die Menschen schon seit frühester Geschichte interessiert und gleichermaßen fasziniert. Dabei muss festgehalten werden, dass Energie die Grundlage des Seins auf der Erde ist, denn es wird vermutet, dass die Erde vor 15 bis 20 Milliarden Jahren bei einem Urknall unvorstellbaren Energiegehalts entstanden ist /11/.
In der Geschichte der Menschheit spielt die Nutzung des Windes als Energiequelle eine lange Rolle. Die Kraft des Windes wurde schon vor Jahrhunderten auf verschiedenartige Weise genutzt, vorwiegend in der Seefahrt durch Segeltransportschiffe, in der landwirtschaftlichen Industrie1 oder auch zum Antrieb von Wasserpumpwerken.
Im 21. Jahrhundert wird die Windenergie hingegen in großem Maße für die Stromerzeugung, also zur Energiebereitstellung nutzbar gemacht. Im übertragenen Sinne sind die heutigen Windenergieanlagen ebenfalls Windmühlen. Allerdings haben sich sowohl die Form und Größendimension als auch die angewandten physikalischen und technologischen Grundlagen im Laufe der Jahrhunderte entscheidend gewandelt.
Die Windenergie verzeichnet seit 20 Jahren die größten Zuwächse und verspricht auch die größtmöglichen Potentiale, um das gesteckte Ziel der Bundesregierung (bis 2010 soll der Anteil regenerativer Energien am Bruttostromverbrauch 12,5% betragen /8/) zu verwirklichen.
Diese Arbeit wird sich nach einem kurzen historischen Exkurs zur Energiegewinnung durch Windenergieanlagen und einem Überblick über deren gängigste Bauformen dem heutigen Stand der Technik im On- und Offshorebereich der Windenergie zuwenden. Dabei sollen die Eigenheiten der beiden Bereiche herausgearbeitet werden, um deren Möglichkeiten und Grenzen aufzudecken. In diesem Zusammenhang wird in Punkt 8 auch eine Möglichkeit der didaktischen Auseinandersetzung mit dem Themenbereich Windenergie vorgestellt.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen der Windenergiewandlung
- Strom aus Wind - Die ersten Versuche
- Historischer Exkurs - Bis zur Energiekrise 1973
- Nach der Energiekrise '73
- Windfarmen in Amerika
- Bauformen von Windenergieanlagen
- Rotoren mit vertikaler Drehachse
- Horizontalachsen-Rotoren
- Stand der Windenergienutzung in Deutschland
- Die Onshore-Windenergiegewinnung
- Windmessungen und Auswertung
- Windanalysen
- Flächennutzungspläne
- Belastungen und Leistungsregelung
- Lasten auf den Rotor und die WEA
- Leistungsregelung
- Materielle Anforderungen
- Rotorblatt
- Nabe und Turm
- Fundament
- Transport, Betrieb und Wartung
- Transport
- Betrieb
- Wartung und Instandsetzung
- Netzanbindung
- Kostensituation
- Investitionskosten
- Betriebskosten
- Vergütung
- Potentiale und Nutzung
- Potentiale
- Nutzung
- Windmessungen und Auswertung
- Die Offshore-Windenergiegewinnung
- Windmessungen und Auswertung
- Windanalysen
- Flächennutzungspläne
- Belastungen und Leistungsregelung
- Windlasten
- Meereslasten
- Leistungsregelung
- Materielle Anforderungen
- Rotorblatt
- Nabe und Turm
- Fundament
- Transport, Betrieb und Wartung
- Transport
- Betrieb
- Wartung und Instandsetzung
- Netzanbindung
- Kostensituation
- Investitionskosten
- Betriebskosten
- Vergütung
- Potentiale und Nutzung
- Potentiale
- Nutzung
- Windmessungen und Auswertung
- Fachdidaktische Orientierung für die unterrichtliche Gestaltung zur Thematik Möglichkeiten der Windenergie im Unterrichtsfach Arbeit-Wirtschaft-Technik
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Hausarbeit befasst sich mit den Möglichkeiten und Grenzen der Windenergie im On- und Offshore-Bereich. Die Arbeit soll einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Technik, die Potentiale und die Herausforderungen der Windenergienutzung geben. Dabei werden sowohl die technischen Aspekte der Windenergiegewinnung als auch die wirtschaftlichen und ökologischen Faktoren berücksichtigt.
- Historische Entwicklung der Windenergie
- Technologien der Windenergiegewinnung im On- und Offshore-Bereich
- Potentiale und Herausforderungen der Windenergienutzung
- Wirtschaftliche und ökologische Aspekte der Windenergie
- Didaktische Möglichkeiten der Vermittlung von Windenergie im Unterricht
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung der Windenergie als erneuerbare Energiequelle in den Kontext aktueller Energiepolitischer Ziele stellt. Anschließend werden die physikalischen Grundlagen der Windenergiewandlung und die Geschichte der Windenergiegewinnung bis zur heutigen Zeit erläutert. Im Folgenden werden die verschiedenen Bauformen von Windenergieanlagen sowie der aktuelle Stand der Windenergienutzung in Deutschland betrachtet.
Die Kapitel 6 und 7 widmen sich der detaillierten Betrachtung der Onshore- und Offshore-Windenergiegewinnung. Dabei werden Themen wie Windmessungen, Belastungen, Leistungsregelung, materielle Anforderungen, Transport, Betrieb und Wartung, Netzanbindung, Kostensituation sowie Potentiale und Nutzung behandelt. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf die didaktischen Möglichkeiten der Vermittlung des Themas Windenergie im Unterricht.
Schlüsselwörter
Windenergie, Onshore, Offshore, Windenergieanlagen, Rotor, Turbine, Generator, Windmessung, Belastungen, Leistungsregelung, Netzanbindung, Kostensituation, Potentiale, Nutzung, Didaktik, Unterricht.
- Quote paper
- Lars Bloch (Author), 2004, Möglichkeiten und Grenzen der Windenergie - On- und Offshore im Vergleich, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/33947
