Windenergie
Seit vielen Jahrhunderten nutzt der Mensch die Windenergie zum Segeln, um Wasser zu fördern und um Sägen oder Mahlwerke anzutreiben. Seit der Erfindung des Generators wird die Energie des Windes schließlich auch in elektrische Energie umgewandelt. Nachdem mehrere Ölkrisen die Suche nach Alternativen zu den fossilen Energieträgern angestoßen hatten, wurden die Windräder von damals zu modernen strömungsoptimierten Windenergieanlagen weiterentwickelt. Weltweit liefern sie etwa ein Prozent des Bedarfs an elektrischer Energie. In Deutschland beispielsweise sind es über sechs Prozent; dort liefert der Wind mit über 40 Prozent den größten Anteil erneuerbarer Energien, etwa doppelt so viel wie die Wasserkraft. Deutschland gehört damit zu den führenden Staaten im Bereich der Windtechnologie und Windenergienutzung. So treibt die Windkraft auch die Wirtschaft an; durch die starke Inlandsnachfrage ebenso wie durch den kräftigen Export deutscher Technologien. Daran sind über 64000 Mitarbeiter des deutschen Windenergiemarkts beteiligt.
Vor allem in Regionen mit guten Windverhältnissen wie in Küstengebieten liefern so genannte Windparks mit mehr als drei Windkraftanlagen einen hohen Energieertrag. An optimalen Standorten kann ihre hochmoderne Technik ebenso kostengünstig Strom liefern wie ein herkömmliches Kraftwerk. Hierfür können heute riesige Windturbinen installiert werden; manche dieser Giganten bieten eine Nennleistung von 7,5 Megawatt bei einem Rotordurchmesser von 127 Metern und einer Nabenhöhe von 135 Metern. Es gibt daher bereits Windparks, die mehrere hundert Megawatt elektrischer Leistung liefern können.
Ein Nachteil der Windkraftanlagen ist allerdings, dass ihre Stromproduktion von der Windstärke abhängt und sie bei Windstille überhaupt keinen Strom liefern. Daher wird die Windenergie im Stromnetzverbund mit anderen Kraftwerken eingesetzt. Innerhalb der Übertragungsnetze und zwischen ihnen werden dabei durch ausgeklügelte Regelungsmechanismen die Schwankungen der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs ausgeglichen. Der maximale Schwankungsausgleich legt daher das sinnvolle Maximum der Stromerzeugung durch Windenergie fest. Nach einer Studie der Deutschen Energie-Agentur könnten für Deutschland bis zum Jahr 2025 25 Prozent des Strombedarfs durch Windenergie abgedeckt werden. Hierzu müsste das Stromnetz lediglich sinnvoll ausgebaut werden. Hilfreich für die optimale Windenergienutzung werden zudem Pumpspeicherkraftwerke sein; bei hohem Stromangebot pumpen sie Wasser in ein hoch gelegenes Becken, bei Strommangel treibt das abwärts strömende Wasser Turbinen zur Stromerzeugung an.
Da die Flächen für Windenergieanlagen an Land stark begrenzt sind, werden für sie zunehmend Standorte auf See erschlossen. Das ist wegen der rauen Umweltbedingungen des Meeres eine technische Herausforderung. Um die Natur zu schonen, sollen viele der geplanten Anlagen weit entfernt von der Küste errichtet werden. Dafür ist die Energieausbeute solcher Offshore-Windenergieanlagen bis zu 40 Prozent höher als an Land.