Reicht bloßer Wind zum Antrieb für Windkraftanlagen?

Im Moment ist das Wetter zwar nicht dementsprechend, als das man sich lange draußen aufhalten könnte, doch im Frühjahr werde ich garantiert mal wieder den einen oder anderen ausgiebigen Spaziergang durch die Felder tätigen. Gerade erinnerte ich mich an meinen letzten Spaziergang durch unsere Felder, wobei mir schon seit vielen Jahren immer wieder die eine und gleiche Frage in den Sinn kommt. Auf den Feldern wo ich vorbeigehe stehen bei uns einige Windkraftanlagen, damit meine ich diese großen weißen Windräder, mit drei oder manchmal auch vier Rotorblättern, die jedem bekannt sein sollten.

Mir stellt sich jedoch jedes mal die Frage, wieso sich diese Windkraftanlagen überhaupt drehen können. Klar, ihr werdet jetzt sagen, dass der Wind diese Anlagen antreibt, aber ich selbst kann mir das nur sehr schwer vorstellen. Wenn ich spazieren gehe, dann komme ich auf gut fünfzig Meter an diese Windkraftanlagen heran und sehe dann, wie enorm groß diese eigentlich sind. Bei einer solchen Größe müssen meiner Vorstellung nach auch die einzelnen Rotorblätter sehr viel wiegen, oder? Ist es wirklich nur der Wind, der es schafft diese großen Dinger anzutreiben, oder gibt es hier vielleicht noch andere elektrische Hilfen, die sozusagen "Starthilfe" geben? Weiß einer von euch, was in etwa so ein Rotorblatt wiegt und wie viel Wind nötig ist, damit sich eine solche Windkraftanlage überhaupt bewegt?

Wie du bereits ganz richtig vermutest, ist es nicht allein der Wind, der die Blätter zum rotieren bringt. Das wäre bei uns in den meisten Fällen kaum möglich, da die Windgeschwindigkeiten und die Winddichte an sich dazu gar nicht ausreichend sind. Die Windkraftanlagen sind stattdessen mit einer Vielzahl an Instrumenten ausgestattet, mit denen Windboen gemessen werden und die durch das Erkennen von Wetteränderungen auch in der Lage sind, kommende Windstärken vorherzusagen. Auf dieser Basis berechnet ein Computersystem dann, ob es lohnenswert wäre - d.h. ob ein gewisser Ertrag erzielt werden kann - die Windkraftanlage nun anzuschalten, um den Wind, sozusagen, "zu ernten".

Ist das der Fall, setzt ein leistungsstarker elektrischer Motor die Windräder in Gang. Die Kraft des Windes wäre dafür nicht ausreichend genug, erst wenn sich die Räder bereits bewegen, reichen die Winde aus, um die Räder in Bewegung zu halten und dann letztendlich einen lohnenswerten Ertrag zu generieren.

Ein einzelnes Rotorblatt oder -rad kann - ganz abhängig von der Größe, versteht sich - bei einer Länge von knapp 50m gut und gerne zwischen acht und neun Tonnen wiegen. Bei den Bauteilen der neueren Generation kommt dieses Gewicht jedenfalls schnell zustande, bei älteren Anlagen kommen sogar noch mehr Tonnen auf die Waage. Wie viel Wind nötig ist, um eine solche Anlage also gewinnbringend in Gang zu setzen, kann ich dir leider nicht sagen. Auch hier hängt das nicht nur von der Windstärke ab, sondern vor allem auch vom wichtigen Faktor der Luftdichte.

Ich weiß leider nicht, ob die Rotoren nur von Windkraft angetrieben werden, oder eine elektrische "Starthilfe" benötigen. Aber ich möchte dich darauf hinweisen, dass du aus physikalischer Sicht einen Denkfehler gemacht hast: Die Rotorblätter sind zwar (wahrscheinlich) immens schwer, allerdings gibt es zwei Seiten des Rotors, links und rechts. Auf der einen Seite müssen die Rotorblätter nach oben, und auf der anderen Seite nach unten. Die Rotorblätter, die nach unten müssen, werden ja schon von der Schwerkraft nach unten gezogen und müssen nicht vom Wind bewegt werden. Natürlich bewegen sie sich nicht nach unten, weil die Rotorblätter auf der anderen Seite nach oben müssen und von der Schwerkraft gehalten werden. Somit gleicht sich das Gewicht der Rotorblätter auf den Seiten aus, somit muss der Wind nicht das Gewicht der Rotorblätter bewegen.

Daher liegt es nur noch an der Reibung in der Drehachse des Rotors, wie leicht sich der Rotor drehen lässt. Die Reibung ist ziemlich hoch, daher muss der Wind eine relativ große Kraft auf den Rotor auswirken, und genau deshalb hat ein Windrad so große Rotorblätter, da der Wind so eine größere Kraft auswirken kann (weil er ja auf eine viel größere Fläche bläst).

Und deswegen hat man einfach die Rotorblätter so riesig gemacht, weil ja das Gewicht keine Rolle spielt und durch größere Rotorblätter die Windkraft besser genutzt werden kann. Deshalb denke ich, dass man keine elektrische Starthilfe benötigt.