Windkraftanlage – Gratisenergie aus der Luft

„Knusper, knusper, Knäuschen, wer knuspert an meinem Häuschen?“ Die Kinder antworten: „Der Wind, der Wind, das himmlische Kind!“ Die Bewohnerin des Häuschens, eine alte Hexe, erscheint und lädt Hänsel und Gretel zum Essen ein. Trotz Gretels Bedenken besteht Hänsel darauf, der Einladung zu folgen. Wie sollen die Kinder auch ahnen, dass die Hexe vorhat Hänsel zu mästen, um ihn dann zu verspeisen und Gretel später im Ofen zu backen…. (Hänsel und Gretel)

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Kürzlich war ich beim Finanzblogger zu Besuch in der Hammerschmitte. Nach einem kleinen Imbiss verschlug es uns in den Wald (in der Nähe von Walde…), um noch ein paar Spätzünder unter den Pilzen zu finden. Die Ausbeute reichte für ein Mahl.

Die Hammerschmitte in Schmiedrued, schön useputzt!

Bei der Rückfahrt fragte ich nach der Bezeichnung „Resi“ auf dem Wegweiser. Wir fuhren hin und gelangten zum Standort der geplanten Windkraftanlage Kulmerau-Schmiedrued. Mehr dazu: Tolle Aussicht auf Fliegenpilz und Fledermaus

Die Einwohner des Einzugsgebietes Kulmerau-Schmiedrued sind nach einer Umfrage zu 2/3 für eine Windkraftanlage. Der Gemeinderat hat sich dagegen entschieden! Es müssen überzeugende Argumente vorliegen, um eine kostenlose Energiequelle, die praktisch unbegrenzt zu Verfügung steht, auszuschlagen! Schmiedrued hat schon eine Windenergieanlage, Baujahr 2010. Sie liefert im Durchschnitt etwa 9000 kW/h! Mehr unter: Erster Aargauer Bauernhof mit Strom aus Sonne und Wind„. Diese müsste eigentlich Argumente liefern! Doch die Argumente der Windkraftgegner verfehlen ihre Wirkung oft nicht.

FOTO: mit freundlicher Genehmigung durch Stephan Marti

Dieses „Windrad“ steht auch in Schmiedrued, ganz in der Nähe der Hammerschmitte. Es erzeugt keinen Strom. Es zeigt jedoch Füchsen und Hasen den Weg, um „Gute Nacht“ zu wünschen.

„(…) 2009 ermittelten Forscher der Harvard-Universität unter konservativen Annahmen das globale Windenergiepotential und kamen zu dem Ergebnis, dass es den Weltenergiebedarf weit übersteigt: den damaligen Bedarf an elektrischer Energie um das 40-fache, den Gesamtenergiebedarf um das 5-fache. Weltweit bietet die bodennahe Windenergie theoretisch Potential für über 400 Terawatt Leistung, würde zusätzlich die Energie der Höhenwinde genutzt, wären sogar 1.800 Terawatt möglich, etwa das 100-fache des derzeitigen weltweiten Energiebedarfs….)“

Für den Entscheid des „Schmiedrueder“ Gemeinderates habe ich Verständnis. Ob er richtig ist, muss offen bleiben. Es hängt u.a. von der weiteren Entwicklung betreffend Energiewende Wikipedia und deren Umsetzung ab. Entscheide müssen nicht ewig in Stein gemeisselt sein. Die Bedingungen können ändern.

„(…) Die erneuerbaren Energien aus Wind, Sonne oder Biomasse werden in Deutschland allein in diesem Jahr mit rund 23 Milliarden Euro subventioniert. Bezahlt wird dies über eine so genannte Umlage, die den Konsumenten auf die Stromrechnung aufgeschlagen wird. In diesem Jahr sind es 6,24 Cent pro Kilowattstunde – 75 Prozent mehr als 2012. … In Deutschland stammten im vorigen Jahr rund 25 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien. An erster Stelle stand die Windkraft mit 53,4 Milliarden Kilowattstunden oder 8,4 Prozent der gesamten Stromerzeugung. Dahinter folgten Biomasse (6,7 Prozent), Photovoltaik (4,7 Prozent) und Wasserkraft (3,4 Prozent). …)“ Quelle

Dem steht gegenüber: Subventionen für Atomkraft: EU-Politik droht erneuerbare Energien im Strommarkt auszubremsen (Windkraftjournal)

Derzeit wird der Strom aus dem Ausland so billig angeboten, dass die Rentabilität der Schweizer Wasserkraftwerke bedrängt werden! Trotzdem werden wir bald mehr für den Strom bezahlen müssen! Warum? Damit Italien die höheren Strompreise in der nördlichen Lombardei senken kann! Die EU wünscht es, um die italienische Region von der Isolation zu befreien. Sie ist bereit Geld dafür einzusetzen. Es werden „Wohlfahrtsgewinne“ in Aussicht gestellt. Die Attraktion für Investoren soll erhöht werden. Die EU spricht von gemeinsamen Interessen mit der Schweiz. Die Kraftwerkbetreiber jedoch sollen profitieren. Mehr: NZZ: „Neue Stromleitung durch die Alpen, Hochspannung in alter Ölpipeline“ Der viel zitierte Markt bleibt aussen vor! Die Schweizer, sollen also die deutschen Subventionen mitfinanzieren, die Investoren beglücken und den Kraftwerkbetreibern schwarze Zahlen bescheren sowie den geplanten Netzausbau der EU mitfinanzieren. Man kann es auch in der  FAZ nachlesen. Über Gegenleistungen ist nichts zu erfahren!

„(…) Verbesserte Koordinierung der nationalen Energiepolitiken und geschlossenes Auftreten in der externen Energiepolitik. Die Kommission will bei geplanten zwischenstaatlichen Abkommen mit Drittstaaten (z.B. die Schweiz), die sich auf die Versorgungssicherheit auswirken könnten, frühzeitig beteiligt werden. Die Kommission wird ferner dafür sorgen, dass alle derartigen Vereinbarungen und alle Infrastrukturprojekte im Hoheitsgebiet der EU die einschlägigen EU-Vorschriften in vollem Umfang einhalten. …)“  mehr

Dass die EU in der Energiefrage autark werden will, ist nachvollziehbar. Ein guter Teil jedoch scheint das Werk von Schildbürgern zu sein! Bezüglich der Subventionen in Deutschland ist die Frage der Wettbewerbsverzerrung wohl angebracht!

Der Atomstrom produziert radioaktive Abfälle, die tausende von Jahren sicher gelagert werden müssen. Für die Endlagerung ist die Nagra zuständig. Die Sozialisierung ist durch Quersubventionierung durch die Wasserkraft, kreative Bilanzierung, zu geringe Haftpflicht durch die Betreiber, usw. geschickt versteckt. Müsste die wahren Vollkosten inkl. Endlagerung auf den Strompreis überwälzt werden, gäbe es schon bald keinen Atomstrom mehr. Die Wind- und Solarenergie würden in der Rentabilität  „um Welten“ besser abschneiden! Thermische Kraftwerke erzeugen CO2 und andere Emissionen. Die Kostenwahrheit der verschiedenen Stromherstellungssysteme müsste endlich offen gelegt werden.

In der Schweiz ist die Ausbeute der Windenergie noch noch margianal. „Energie Schweiz“ erwarte, dass bis 2030 die Windenergie etwa 2% betragen werden!

Der Entscheid der „Schmiedrueder“ erstaunt, wenn man das Ergebnis einer Studie des Bundesamtes für Energie (BFE) kennt. Dort geht daraus hervor, dass Windkraftwerke unter den Anwohnern eine hohe Akzeptanz geniessen. Die Studie

Dies sehen nicht alle gleich. Lärm ist nicht gleich Lärm. Ein gleichmässiger Lärm wird anders empfunden, als ein rhythmischer Lärm von gleicher Stärke. Hohe Töne werden als unangenehmer wahrgenommen, als tiefe Töne, bei gleichem Schalldruck. Was zulässig ist steht in der [PDF]Lärmschutz-Verordnung 814.41 – admin.ch

Es gibt Beispiele, wo der Lärm als störend empfunden wird! => Video: Der Windrad-Lärm kann zum Alptraum werden

Ich habe aus eigenen Erfahrungen Verständnis für Lärmgeplagte. Für masslose Überempfindlichkeiten habe ich jedoch kein Gehör.

Gegenmeinungen gibt es für alles. „Warum Windkraftwerke unwirtschaftlich sind“ In „Das Europäische Energiewende-Disaster.

Es gibt sinnvolle Anwendungen, der Nutzung der Sonnenenergie. Raumsonden, die Jahre lang unterwegs sind, kommen ohne Solarstrom kaum aus! Die Windenergie kommt letztlich auch von der Sonne.

Windkraftanlagen setzen kinetische Energie der bewegten Luftmasse mechanisch in elektrische Energie um. In der Atmosphäre ist ein gewaltiges Energiepotenzial vorhanden. Für die Energiegewinnung sind hauptsächlich horizontale Luftbewegungen geeignet.

(Wallington)

Segelflieger, Deltagleiter und Gleitschirmflieger nützen hauptsächlich vertikale Luftbewegungen wie thermische Aufwinde, Hangaufwinde (eine Kombination von horizontaler und vertikaler Bewegung), Thermik durch orographische Hebung und die Luvseite von „Wellen“, typische Anzeige durch ac Lenticularis – Wolken (siehe unter Leewellen), die auch eine horizontale und vertikale Komponente aufweisen aus (siehe unter Aufwind – Wikipedia,). Der Alto Cumulus Lenticularis ist vom Ablauf her vereinfacht ausgedrückt eine horizontale Cumuluswolke. Die Bildung der Wolke (Kondensation) und die Auflösung ligen etwa auf gleicher Höhe, jedoch seitlich versetzt. Die horizontale Bewegung nützen neben Windkraftanlagen Segelschiffe, Surfer und Kitesurfer aus.

Thermik durch orographische Hebung (Wallington)

Vorteile: Der Wind ist kostenlos! Und so lange es die Sonne gibt und es eine Atmosphäre hat, ist der Wind unerschöpflich. Eine Windkraftanlage arbeitet absolut umweltschonend und CO2-frei. Die Energieeffizienz ist hoch! Es besteht beim Betrieb kein Abhängigkeit von Rohstoffen. Die Amortisationsfrist ist vergleichbar kurz. Die Sicherheitsrisiken und die Emissionen sind vergleichsweise gering.

Nachteile: Der Wind bläst nicht konstant. Die Umgebung wird beeinträchtigt (Landschaftsbild), es entsteht ein gewisser Schattenwurf, der Rotor erzeugt impulsartigen Lärm. Vergleichsweise ist der abgegebene Strom zur Zeit teurer (falsche Subventionen?), ungleiche Berechnung der Gesamtkosten bei AKW Atommülllager). Gefahr für Vögel. Dem Blitzschutz und der Vereisung an den Rotorblättern und dem Umgelände (Verwirbelung der Luft) muss die nötige Beachtung geschenkt werden.

Jährlich 7,5 Milliarden Subventionen für Atomstrom (31 Rp/ kWh Atomstrom!) nennt der Infosperber! Man beachte die SES-Studie: Atomvollkosten.

Die Nagra sagt:

„(…) Für jede Kilowattstunde Kernenergie bezahlt der Konsument rund 1 Rappen für die Entsorgung (Stilllegung und Rückbau der Kernkraftwerke, Transporte, Zwischenlagerung und die geologische Tiefenlagerung inklusive der dazu nötigen Untersuchungen)…)“

 Ob dies für die nächsten 100’000 Jahre reicht?

Segelschiff nützt „horizontale Wirkung“ der Sonnenenergie, Bild: odh

Für den Bau von Windkraftanlagen nimmt man den Menschen nichts weg (ausser die nötigen Rohstoffe für die Fertigung der Windmühle). Es gibt keinen Sondermüll durch den Betrieb (radioaktive Abfälle, Endlager!). Wasserkraftwerke haben Probleme mit dem Restwasser. Ausserdem müssen die Bergkantone abgegolten werden. Stauseen haben die Landschaft verändert. Meist wird dies akzeptiert. Doch auch hier sind Widerstände zu überwinden. Das Gefahrenmoment Staudammbruch ist da! Braunkohleabbau im Tagbau erfordert später Renaturierung. Zu beachten ist der Aspekt „Kostendeckende Einspeisevergütung„. Am Beispiel des Windkraftwerks in Martigny ist eine konstante Leistung ersichtlich!  Weitere Angaben: Winddaten WKA

Wind entsteht durch Druckausgleich verschiedener Luftmassen. Der Motor ist die Sonne. Die Einstrahlung an den Polen ist geringer als am Äquator. Dort wärmt sich die Luft auf, wird durch Ausdehnung leichter und steigt auf. Sie fliesst (modellhaft betrachtet) polwärts, sinkt und kühlt sich ab (zieht sich zusammen und wird schwerer). Durch die Erdrotation entsteht wegen der Massenträgheit die sogenannte Corioliskraft, die bei Rotation eine Ablenkung nach rechts verursacht (nördliche Halbkugel!). Es entstehen die Passatwinde und die für uns massgebenden Westwinde. Der anfangs beschriebene Ausgleich findet nicht erst an den Polen, sondern etwa im Bereich des 30. Breitengrades statt .


Vereinfachtes Schema der globalen Zirkulation (Modellvorstellung der atmosphärischen Zirkulation ), Wikipedia => http://de.wikipedia.org/wiki/Planetarische_Zirkulation

Die Schweiz befindet sich in der Zone der vorherrschenden Westwinde. Deswegen kommt das Wetter meist von Westen. Im Jahresverlauf ändert sich die Lage der Polarfront – Wikipedia

Wenn diese in unsere Breiten gelangt (Frühjahr, Herbst), sind wir vermehrt dem Durchzug von Fronten (Reibungsflächen von zwei Luftmassen) ausgesetzt. Hier entstehen die Tiefdruckzentren die gegen den Uhrzeiger drehen. Beim Durchzug einer Front ändert sich die Windrichtung rasch. Läuft ein Tief in die Biscaia ein, und befindet sich ein Hoch etwa auf gleicher Höhe östlich, kommt Föhn auf, dann wechselt der Wind von Süd auf West und später auf Nordwest bis Nord.

Föhn (Bild aus „Blick“), Erwärmung durch Wasserausscheidung

Die horizontalen Luftbewegungen, die Winde, weiss man für die Stromgewinnung zu nutzen. Die vertikalen Bewegungen kann man bisher, ausser der Segelfliegerei nicht nutzen, obwohl dort gewaltigen Energien frei gesetzt werden. Dies wird wohl auch dabei bleiben. Damit Thermik – Wikipedia entsteht und Segelflug möglich wird, müssen gewisse Bedingungen erfüllt sein wie genügend Sonneneinstrahlung vor allem am Vormittag, labile Schichtung der Atmosphäre, nicht über 3/8 Cumulusbildung weil sonst die Sonneneinstrahlung zu stark behindert, möglichst keine mittleren und hohen Wolken, Luftmasse aus polaren Gegenden, relativ tiefer Taupunkt, gute Sicht usw. Für Interessierte sei auf den Arbeitsbericht_88.pdf, 6.2 MB – Meteo Schweiz von Gaudenz Truog hingewiesen. Thermik entsteht also nur unter speziellen Bedingungen, ist im Tagesverlauf zeitlich begrenzt und wenn sie sich entwickelt, ist die Stärke unterschiedlich. Auch jahreszeitlich gibt es Unterschiede. Die beste Thermik kommt im Flachland zwischen März und August vor. Vom Herbst bis in den Frühling hinein haben die Segelflieger Zeit, ihr Flumaterial zu warten.

Flugweg eines Segelflugzeuges, Aus: „Flugwetterkunde“ Willy Eichenberger

Eine Milchmädchenrechnung von Fred Weinholtz möge eine Ahnung davon vermitteln.

„(…) Zu nächst ein kleines Rechenexempel, um allen Skeptikern das Vertrauen in die Thermik zu verstärken. Vertrauen zur Thermik, zum Flugzeug und zu sich selbst ist nämlich eine wichtige Grundlage zum Erfolg beim Streckenfliegen.

Nehmen wir einen normalen Aufwindschlauch, 200 m Durchmesser, 2000m Gesamthöhe (mit Wolke), ein mittleres meteorologisches Steigen von 2,5 m/sec, das einer Variometeranzeige von etwa 1,5 m/sec entspricht. Ein Kubikmeter Luft wiegt bekanntlich etwa 1,3 Kg. Nach der Berechnung der Rundsäule: Grundfläche mal Höhe = r x r x 3,14 x Höhe ist leicht zu ermitteln, dass in diesem „Bart“ (Thermikschlauch) 62 800 000 m3 Luft in steigender Bewegung sind. In Gewicht ausgedrückt sind das 81 640 000 kg oder 81 640 t Luft. Steckt nicht schon in der durchaus alltäglichen Thermik eine beruhigende Kraft? Zwar können wir mit mit den wenigen Quadratmetern Fläche unseres Segelflugzeuges nur einen winzigen Tel dieser Energie ausnutzen, unser Ziel sollte es aber immer sein, möglichst viel davon mit zu bekommen…)“ Fred Weinholtz, Grundtheorie des modernen Streckensegelfluges.

Führen wir die Milchmädchenrechnung weiter: Im Weinholtz’schen Beispiel werden also 81 640 000 kg Luft pro Sekunde 2,5 m hoch gehoben.

Zur Skizze: Die obere Rolle ist am „Himmel“ festgemacht.

In alter Manier – in PS gerechnet

2,5 m/sec x 81 640 000 kg /75 mkg/sec = 2,5 x 81 640 000/75 = 2 721 333 PS. Eine Lokomotive vom Typ RE 6/6 der SBB leistet rund 10608 PS (7800kW). Es müsste die Leistung von rund 257 RE 6/6 eingesetzt werden, um diese Luftsäule mit 2,5 m/sec zu heben.

Man stelle sich einen schönen Thermiktag vor, an dem grossflächig solche Aufwindtürme schachbrettartig über das Land verstreut sind( etwa alle 4-5 km ein Stück). Wir reden hier vom Cumulus Humilis, einem Schönwettercumulus. Was wäre erst von einem Cumulonimbus (Cb) zu erwarten? Es lässt erahnen welche ungeheure Energie die Sonne zu spenden vermag! Genug Potenzial um die Energie der Schweiz zu versorgen. Nebenbei bemerkt: Der Mensch kann eine Dauerleistung von ca. 0,1 -0,14 PS bzw. 80 – 100 Watt erbringen.

Etwas mehr Eleganz als die Re 6/ zeigt das Segelflugzeug ASW 22.  Mit einer max. Abflugmasse von 750 Kg kann das Flugzeug mit einer Höhe von 1000 m ca. 62 km weit gleiten. Der Widerstand beträgt beim besten Gleiten etwa 12,5 kg (soviel Kraft müsste man aufwenden um das Flugzeug bei etwa 100 km/h horizontal zu ziehen (Schlepp)!

Segelflug: Der aktuelle Strecken-Weltrekord wurde am 21. Januar 2003 in Argentinien aufgestellt. Distanz: liegt bei 3008,8 km. Pilot: Klaus Ohlmann. Ausser des Schlepps für den Start wurde der Flug nur mit Sonnenenergie absolviert, wenn wir davon absehen, dass der Pilot sich noch verpflegen musste.

Luft ist nicht einfach nichts! Es lässt sich daraus Geld ziehen. Es schrieb einmal „Hari“ an den Finanzblogger:

(…) Lieber Finanzblogger; eine schöne grosse Menge Luft, nicht wahr?! Besonders, wenn Luft als Nichts betrachtet wird. Nichts ist also nicht nichts! Weil es nicht nichts ist, ist es etwas, nämlich potenzielle Energie. Du kannst mir erklären, wie potenzielles Geld in kinetisches Geld umgewandelt wird? Pass aber auf, vielleicht meldest du die Idee vorher beim Patentamt an. Denn aus Geld wird Geld. Salü , Hari .)“

So viel ich weiss ist noch kein entsprechender Patentantrag eingericht worden…

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