Die Geschichte der Windenergie

Spricht man über Windenergie, schwingt stets eine Note von Modernisierung, Technologie und Fortschrittlichkeit mit. Die Anlagen mögen heute futuristisch anmuten, die Funktionsweise erscheint ausgeklügelt. Die Idee hingegen entstand bereits vor vielen Jahrhunderten.

Die ersten historisch belegbaren Windmühlen findet man im Grenzgebiet zwischen Iran und Afghanistan. Bis heute lassen sich hier noch Überreste dieser allerersten Mühlen finden, die wohl um 644 n. Chr. entstanden sind.

Folgt man der Geschichte der Windmühlen weiter, geht die Reise nach China. Dort wurden ab 1000 n. Chr. Windräder zur Entwässerung von Reisfeldern eingesetzt. Wie die persischen Mühlen, waren auch die chinesischen mit einer vertikalen Drehachse ausgestattet. Die Rotoren bestanden jedoch anders als in Persien nicht aus Stroh, sondern aus Stoff. Beide Mühlenarten waren nach dem Prinzip eines Widerstandsläufers konstruiert. Ein Widerstandsläufer wandelt die Energie, die er dem Wind entnommen hat, in mechanische Energie um. Wird dem Wind eine Fläche entgegengestellt, entsteht durch die Bremsung eine Kraft, die die Fläche in die Windrichtung steht. Auf diese Weise lässt sich die Energie des Windes umwandeln.

Regionale Entwicklungen

In Europa startete die Windnutzung erst im 12. Jahrhundert. Erstmals kam eine Windmühle mit horizontaler Drehachse zum Einsatz. Die erste sogenannte Bockwindmühle stammt wohl aus dem Jahr 1180 aus dem Herzogtum Normandie. Die Bockwindmühle machte sich das Auftriebsprinzip zunutze. Dieses Prinzip entfaltet seine Kraft aufgrund eines durch Längenunterschiede entstandenen Unterdrucks zwischen Ober- und Unterseite beim Umströmen von Körpern.
Die hauptsächlich zum Mahlen von Getreide genutzte Bockwindmühle verfügte über eine manuelle Windnachführung. Das Dach war so drehbar gelagert, dass die Rotoren stets zum Wind ausgerichtet werden konnten.

Im Mittelmeerraum setzte sich hingegen die Turmmühle durch. Charakteristisch ist ihr zylinderförmig errichteter Turm, an dem zwischen sechs und acht Rotorenblätter befestigt waren. Bei späteren Bauweisen ließen sich die Rotorenblätter nach dem Wind ausrichten und sorgten so für eine Effizienzsteigerung.

In den Niederlanden entwickelte sich Anfang des 15. Jahrhunderts die Wippmühle, auch Kokerwindmühle oder Holländische Jungfer genannt. Wichtigste Neuerung im Vergleich zur Bockwindmühle war die Verlagerung der Mühlenmechanik in den Mühlensockel. Dieser entwickelte sich so vom einfachen Ständer, dem Bock, zu einem fest umschlossenen Raum mit Holzwänden oder gar zu einem steinernen Gehäuse.

Eine für schwachen Wind optimierte Windmühle erfand Danial Halladay schließlich 1854 für die Siedler in Nordamerika. Optisch die wohl größte Neuerung war das Speichenprinzip in Verbindung mit vielen kleinen Rotorenblättern, die den Rotor bereits bei schwachem Wind aktivierten. Außerdem verfügte diese Mühle über eine Windnachführung durch eine Windfahne, die die Rotoren stets nach dem Wind ausrichtete.

Einige Jahre später wurde der Entwurf von Halladay erneut überarbeitet, da sich dessen Mühle aufgrund ihrer komplizierten Bauweise nicht durchsetzen konnte. Es entstand das Eclipse-System, die klassische amerikanische Windturbine. Die Eclipse-Mühle galt durch eine zusätzliche Windfahne, die quer zur Windrichtung stand, als sturmsicher. So konnte das Windrad bei Sturm aus dem Wind gedreht werden. Ein mit der zweiten Windfahne verbundenes Gewicht sorgte dafür, dass sich die Rotoren bei nachlassender Windgeschwindigkeit wieder nach dem Wind ausrichteten. Bis 1930 wurde Eclipse weltweit rund 6,5 Millionen Mal verkauft.

Windkraft im 21. Jahrhundert

 

1958entstand auf der Schwäbischen Alb eine WIndkraftanlage, die als Vorreiter für die Windkraftanlagen gilt, die heute unser Landschaftsbils prägen. Zwar war die Anlage von Ulrich Hütter mit einer Nennleistung von nur 800 Kilowatt relativ klein. Dafür eignete sie sich jedoch besonders für schwache Windverhältnisse, wie sie im Binnenland vorherrschen.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden viel Windenergieforschung betrieben, vor allem in Frankreich und England.
In den Siebzigern rückte das Thema Windenergie erneut in den öffentlichen Fokus in Folge der Energie- und Umweltdebatte. Besonders in Deutschland und den Vereinigten Staaten wurden viele Windkraftprojekte gefördert. Über die Höhe der Förderung entschied jedoch die Investitionssumme und nicht die eigentlich Leistung, sodass der Anreiz für effizienzorientierte Großanlagen fehlte.

Ab 1991 basierte die Förderung von Windkraftanlagen in Deutschland auf der tatsächlich erzeugten Energie und nicht länger auf der Invesitionssumme. Die Entwicklung fokussierte sich nun zunehmend auf leistungsstarke, effiziente Windanlagen mit geringerem Ausfallrisiko. Das Stromeinspeisegesetz von 1991 regelte die Einspeistung von Strom aus erneuerbaren Energien in das Verteilernetz. Strom aus Windenergie wurde meist von kleinen Unternehmen erzeugt, denen große Stromerzeugung dann den Zugang zu ihren Verteilernetzen erschwerten oder gar verweigerten.

Mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz auf dem Jahr 2000 wurde das Stromeinspeisegesetz modernisiert. Auch andere Energiearten, wie beispielsweise Photovoltaik und geothermisch erzeugte Energie wurden nun gefördert.

Nach der Reaktorkatastrophe im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Daiichi im März 2011 erfuhr die Debatte um die Nutzung erneuerbarer Energien einen neuen Schub. Deutschland beschloss den zuvor noch hart umkämpften Ausstieg aus der Atomenergie. Die Zeiten der Energiewende wurden eingeläutet.

Seit 2011 steigt auch das Interesse von Kunden aus dem Privatbereich an Windkraftanlagen. Innerhalb weniger Monate wurde aus vereinzelten privat betriebenen Anlagen ein ganzer Wirtschaftszweig.

Im März 2014 stellte Energieminister Sigmar Gabriel (SPD) die EEG-Novelle 2014 vor. Ziel sei es, die EEG-Umlage stabil zu halten und so die Bezahlbarkeit von Strom und die Versorgungssicherheit für Bürger und Wirtschaft sicherzustellen. Um dieses Ziel umzusetzen, sollten die Einspeisetarife gesenkt und der Ausbau gebremst werden. Der Bundesverband Erneuerbare Energie sieht durch diesen Vorstoß die Klimaziele gefährdet. Die Ausbaukorridore seien zu eng, um den bis Ende 2022 wegfallenden Atomstrom zu ersetzen. Der Fachband Biogas sieht zudem die Existenz hunderter Biogasanlagen gefährdet. Vertreter der Verbraucherzentrale bewerten die Reformpläne hingegen positiv, da so die steigenden Strompreise ausgebremst werden könnten.