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Eine Windmühle in einer ländlichen Landschaft

Wachstum der weltweit installierten Leistung der Windenergie.

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Wie leben wir in der Zukunft des Windes? - Universität der Niederlande

Anteil der Windenergieerzeugung (2018)

Karte mit Potenzial für Windenergie

Windenergie ist Energie die von den gewonnen wird kinetische Energie aus Luft (Wind) in eine brauchbare Form. Früher war Windenergie Windmühlen direkt umgewandelt in mechanische ArbeitB. zum Mahlen von Getreide oder zum Pumpen von Wasser. Seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wird die Windenergie hauptsächlich als Elektrizität der mit a Windkraftanlage ist aufgeregt, oft in einem in Windpark.

Geschichte

Holzsägewerk De Ster in Utrecht. Die Einführung des Kurbelwelle im Windmühlen durch Cornelis Corneliszoon Mechanisierung gemacht Sägewerke möglich. Dies erlaubte den VOC-Flotte kann in kürzester Zeit aufgebaut werden

Erzeugung mechanischer Energie

Windenergie hat durch die Segeln einen wichtigen Beitrag zum Transport geleistet, aber heutzutage werden Segelschiffe hauptsächlich für Sportboote verwendet, es gibt jedoch Pläne und Versuche, auch Frachtschiffe wieder mit Segeln auszustatten^[1][2] Die erste beschriebene Windmühle war die von Reiher von Alexandria im 1. Jahrhundert.^[3][4] In seiner Beschreibung benutzte er ein windgetriebenes Rad, um Luft durch eine Orgel zu blasen. Andere Quellen weisen darauf hin, dass im 4. Jahrhundert het China und Tibet schon ein Typ Gebetsmühle Windantrieb verhindert.^[5]

Es ist wahrscheinlich, dass seit dem 12. Jahrhundert die Verwendung der Windmühle in Westeuropa an Bedeutung gewann. Die älteste erhaltene Mühle in den Niederlanden stammt aus 1183 und wurde in der Grafschaft Flandern in . gebaut Wermut. Wichtige Anwendungen von Windmühlen waren das Mahlen von Getreide, das Pumpen von Wasser und auch das Sägen von Holz. Die Nutzung der Windenergie hat in den Niederlanden mit dem Einpolderung und der zurückgewonnenes Land im 17. Jahrhundert. Die Arbeit dieser Windmühlen gab den Niederlanden ihr heutiges Ansehen.

Abschwung

Bosman-Mühle

Mit der Erfindung des Dampfmaschine Ende des 18. Jahrhunderts verfügten sie über ein leistungsstarkes und zuverlässiges Werkzeug, das unabhängig von der Unbeständigkeit des Windes eingesetzt werden konnte. Dadurch verschwanden Windmühlen nach und nach aus der Landschaft. Nur für kleine Anwendungen wurde die Nutzung der Windenergie bis weit ins 20 Amerika kam die Windmaschine und aus piershil es Bosman-Mühle. Diese letzte Mühlenpumpe, auch bekannt als Ertragskraft, war lange eine Ikone in den niederländischen Poldern.

Stromerzeugung

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Wochenschau ab 1980. Viehzüchter Henk van Butselaar aus Lunteren, Gelderland, hat selbst eine Windmühle gebaut, mit der er genug Energie für den Eigenbedarf erzeugen kann. Der restliche Strom wird in das Stromnetz der Provinz eingespeist.

Mit der Entwicklung der Elektrizität in dem neunzehntes Jahrhundert Es wurde auch versucht, Strom aus Windenergie zu erzeugen. Aufgrund der hohen Investitionskosten war die Stromerzeugung aus Windenergie nur in geringem Umfang dort rentabel, wo noch keine Investitionen in die Stromversorgungsinfrastruktur getätigt wurden. Im belgischen Gistel ließ der Bürgermeister Alfred Ronse 1933 hinter seinem Schloss Ter Waere eine Mühle bauen (die Meerlaan), die hauptsächlich zur Stromerzeugung bestimmt war. Mit Hilfe von Gurten über den konischen Abschnitten wurde effektiv Strom erzeugt. Ulrich Hütter baute 1957 in Deutschland eine 100 kWWindkraftanlage mit horizontaler Achse mit aerodynamisch geformten Fiberglasflügeln mit Winkelverstellung (siehe Aerodynamik von Windkraftanlagen), das Urmodell der modernen Windkraftanlage.^[6] Das 60er Jahre und 70 des 20. Jahrhunderts waren geprägt von vielen kleinen Privatinitiativen. Einfache Windmühlen mit Generatoren von wenigen kW bis zu einigen zehn kW wurden in Poldern an Orten gebaut, an denen Strom benötigt wurde. Dank Subventionen waren einige Experimente sogar rentabel. Erst nach dem Weltuntergangsszenario der Club of Rome und der Ölkrise von 1973 die Erkenntnis begann zu wachsen, dass fossile Energie endlich ist und zu gegebener Zeit auf Alternativen zurückgegriffen werden muss. Die Regierung stellte Subventionen bereit und es wurden Experimente mit alternativen Energiequellen durchgeführt. Die erste europäische Megawatt-Windkraftanlage entstand 1977 im dänischen Tvind.^[7] Neue Windkraftanlagen mit vertikaler Achse als die Darrieus- und der Savonius-Rotor wurden untersucht, aber das Leistungsgewicht war im Vergleich zur Windkraftanlage mit horizontaler Achse niedrig.

Mehrere Länder haben Projekte zur Stromerzeugung in größerem Maßstab gestartet. Im Jahr 2003 war die weltweite Kapazität auf 31 Gigawatt (GW) gestiegen, verglichen mit 2 GW zwölf Jahre zuvor.

Ende 2017 waren weltweit 539 GW Windleistung installiert. Diese Kapazität hatte sich in 5 Jahren fast verdoppelt. Von den 539 GW entfielen 188 GW auf China, 169 GW auf die Europäische Union und 89 GW auf die USA.^[8] Windparks erzeugten 1120 Terawattstunden (TWh); das waren 4,4% der weltweiten Stromerzeugung.^[9]

Ertrag von Windkraftanlagen

Der Ertrag einer Windenergieanlage hängt von der Art, der Windgeschwindigkeit, der Nennleistung (vom Generator bestimmt), der Laufzeit einer Windenergieanlage und dem Wirkungsgrad der Umwandlung von Windenergie in Strom ab. Die Gesamtmenge des verfügbaren Windes auf Jahresbasis wird durch einen Index ausgedrückt, der den Wind in diesem Jahr im Vergleich zu „normalen“ Jahren angibt. Dieser Index wird als bezeichnet Windindex.

Windgeschwindigkeit

Die Windleistung ist proportional zum Kubikmeter der Windgeschwindigkeit. Dies ist die Umkehrung der notwendigen Kraft, um ein Objekt mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Luft zu bewegen, Autozug, Radfahrer, Flugzeug. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie natürlich (Isaac Newton, Mme Émilie du Châtelet) proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist. Hinzu kommt aber die verdrängte Luftmasse, die proportional zur Geschwindigkeit mal dem aerodynamischen Querschnitt des jeweiligen Objekts ist. Die benötigte Leistung ist daher proportional zur hoch 3 potenzierten Geschwindigkeit.

Die Windgeschwindigkeit wird bestimmt durch:

• Standort der Windmühle: an der Küste und besonders über dem offenen Meer weht der Wind meist stärker als im Landesinneren;
• die Höhe der Turbine: In höheren Lagen weht der Wind meist stärker, aber im Landesinneren ist die Windgeschwindigkeit tagsüber unter etwa 90 Metern im Durchschnitt höher als oben.
• die Tageszeit: über Land bläst der Wind tagsüber stärker auf etwa 90 Meter Höhe als nachts;
• Saison: Der Wind weht im Winter stärker als im Sommer.
• die Temperatur der Luft. Wärmere Luft ist dünner und enthält daher weniger Energie.
• Windrichtungen, auch variabel, in Kombination mit der Geschwindigkeit, mit der sich die Turbinenblätter an die Windrichtung anpassen können. Dies ist meist bei fast windstillem Wetter der Fall, wenn der Ertrag ohnehin schon sehr gering ist.

Der Jahresmittelwert der Windgeschwindigkeit an einem bestimmten Standort und einer bestimmten Schachthöhe kann vernünftig abgeschätzt werden. Die Auswahl der Locations erfolgt zunächst über a Windatlas, und zu einem späteren Zeitpunkt über Windmessungen.

Zeit, die eine Windmühle drehen kann

Eine Windmühle beginnt sich ab Windstärke 2–3 zu drehen und wird ab Windstärke 10 bis 12 (je nach Typ) gestoppt, um eine Überlastung zu vermeiden.

Da der Wind nicht immer konstant weht, wird die Laufzeit oft in Volllaststunden pro Jahr angegeben. Wenn eine Windkraftanlage ihre Nennleistung liefert, dann ist jede Stunde genau eine Volllaststunde. Eine Offshore-Windmühle kann mehr als 4000 . liefern Volllaststunden. (Zum Vergleich: Ein Kernkraftwerk benötigt ca. 8000 Stunden und Solarzellen ca. 1000 Stunden.) An Land sind das typischerweise 2500-3000 Volllaststunden Volllaststunden geben einen Wert an, der den Ertrag einer Windmühle bestimmt.

Turbinenleistung und Ertrag

Windkraftanlagen werden größer, weil dies eine höhere Effizienz mit sich bringt

sehen Windkraftanlage für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Die Energieabgabe einer Windkraftanlage ist proportional zum Quadrat des Rotordurchmessers und der Kubik der mittleren Windgeschwindigkeit. Windmühlen mit 3 Flügeln, mit einem Durchmesser von 40 m und einer Masthöhe von 50 m, können bei optimaler Windgeschwindigkeit betrieben werden (Windkraft 6) 500–750 Kilowatt (kW) Versorgung. Eine größere Windmühle mit einem Rotordurchmesser von 60 m und einer Masthöhe von 70 m kann eine Kapazität von 1 bis 1,5 . haben Megawatt (MW). Bei sehr großen Rotordurchmessern sinkt der Wirkungsgrad nicht, aber die Windmühle ist auf eine geringere Drehzahl ausgelegt. Die Geschwindigkeit der Blattspitzen sollte maximal etwa 75 m/s betragen, da darüber hinaus Lärm zum Problem wird. Im Zeitraum 1980–2008 wurde die „Standard“-Windmühle immer größer. , 2008 ist dies a Windmühle mit einer Masthöhe von 70 bis 108 m und einer Generatorleistung von 2 bis 3 MW. Der Rotordurchmesser einer Windmühle hängt von der Generatorleistung, der Masthöhe und dem lokalen Windregime ab. In 100 m Höhe weht der Wind an der Küste etwas stärker als im Landesinneren. Dadurch haben Windmühlen, die weiter von der Küste entfernt sind, einen höheren Mast und/oder längere Rotorblätter.

Situation in Europa

7,5 MW Turbinen E126 Windpark Estinnes am 10. Oktober 2010, abgeschlossen

Es dauerte 20 Jahre, bis die erste Grenze von 10 GW erreicht war. 13 Jahre später wurde die 100-GW-Marke erreicht.

Der Meilenstein von 100 GW installierter Leistung (entspricht 39 Kernkraftwerken) wurde 2012 überschritten,^[10] die rund 57 Millionen Haushalte mit Strom versorgen kann. 2011 waren es noch 94 GW. Die Hälfte bzw. 50 GW wurde erst 2006 nach Zahlen der EWEA. Der größte Offshore-Windpark der Welt, London-Array, befindet sich in der ThemseMündung.

Situation in den Niederlanden

In den Niederlanden werden in den westlichen und nördlichen Küstengebieten Kapazitäten von 800–1200 realisiert kWh/Jahr pro m² Rotorfläche (d. h. ca. 100 Watt pro m²). Weiter im Landesinneren ist der Ertrag geringer: 500–800 kWh/Jahr pro m². Diese durchschnittliche Leistung pro m² hängt von der Höhe des Mühlenmastes ab und kann weiter ansteigen, da die Mühlen immer höher werden; in höheren Lagen weht der Wind stärker. In den 2000er Jahren nahm die Leistung von Windkraftanlagen mit zunehmender Rotorfläche weiter zu. Im Jahr 2007 hatte die Standardwindmühle eine Leistung von 3 MW.

Der Durchschnitt Produktionsfaktor (das Verhältnis von gelieferter Leistung und Nennleistung) einer Windkraftanlage in den Niederlanden betrug in den letzten Jahren 21 (±30)%.^[11] Der geringe Produktionsfaktor wird dadurch verursacht, dass der Wind in der Regel nicht stark genug ist, um Windkraftanlagen mit voller Geschwindigkeit zu betreiben. Mit dem Aufkommen größerer Windkraftanlagen hat sich der Kapazitätsfaktor in den 10er Jahren jedoch deutlich erhöht: An Land sind heute 40 %, auf See 50 % möglich. Mit noch größeren Turbinen auf See sollen in Zukunft mehr als 60 % erreicht werden können.

Im Jahr 2009 betrug die installierte Gesamtleistung aller Kraftwerke laut Statistik Niederlande ca. 25,3 GW (2004: 21,5).^[12] Erneuerbare Energien trugen 2009 3,9 % zur gesamten Energieversorgung der Niederlande bei (2004: 1,8 %).^[13] Das Ziel der Regierung ist, dass bis 2020 16 % des gesamten Energieverbrauchs in den Niederlanden nachhaltig erzeugt werden.^[14] Das Zwischenziel lag 2010 bei 5 %.

Eine Übersicht über (geplante) Windparks und deren Ertrag finden Sie unter Windkraftanlagen in den Niederlanden

Aufstellung von Windmühlen

Technische Überlegungen

Windkraftanlagen müssen einen bestimmten Mindestabstand voneinander haben. Als Faustregel für den Abstand gilt das Fünffache des Rotordurchmessers. Ein geringerer gegenseitiger Abstand bedeutet, dass die Turbinen den Wind nicht voll ausnutzen: Sie stehen dann in einigen Windrichtungen im Windschatten der anderen.

Größere Windkraftanlagen sollten weiter auseinander liegen, aber ein Park mit größeren Windkraftanlagen ist effizienter, weil sie Wind in größerer Höhe nutzen können. In der Praxis erweisen sich auch Betriebe mit großen Windrädern als wirtschaftlich effizienter. Parks mit vielen Windmühlen können auch gewisse Skaleneffekte bieten, so dass sich große Parks mit großen Windmühlen als die vorteilhaftesten herausstellen.

Umwelt- und Belästigungsaspekte

Windmühlen können Vögel töten, die Schifffahrt behindern, Lärm und Schatten für die Anwohner verursachen, das Mikroklima stören und die Landschaft entstellen. Auf See schafft dies zusätzliche Probleme, viele Fische können die Erschütterungen nicht ertragen und einige Arten wandern in ein anderes Gebiet aus. dies könnte auch die Fischereiindustrie in Schwierigkeiten bringen. Die Schwingungen der Windmühlen sorgen dafür, dass der Schlamm vom Boden abgelöst wird und somit von der Strömung in andere Bereiche getragen wird. Zum Beispiel das Wattenmeer, wo die Folgen davon spürbar sind. Abgesehen davon ist an dem Teil, das sich unter Wasser befindet, viel Opfermetall angebracht. Dieses Metall löst sich im Meer langsam auf und ist daher auch eine Gefahr für andere Meeresbewohner.

Energieverbrauch

Im Lebenszyklus einer Windkraftanlage wird nicht nur Energie erzeugt, sondern auch für die Gewinnung der notwendigen Rohstoffe, Produktion, Wartung, Steuerungselektronik und Abbruch verbraucht. Darüber hinaus enthält eine Windkraftanlage Komponenten aus erdölbasiertem Kunststoff. Der Zeitraum, den eine Windkraftanlage benötigt, um diesen Energieverbrauch zurückzugewinnen, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann daher zwischen 2 Monaten und 15 Jahren variieren.

Radar

Windkraftanlagen können Störungen verursachen Radarbilder Ursache. Eine Platzierung in der Nähe von Radarstationen ist daher in der Regel nicht möglich. Geforscht wird an der Möglichkeit, den Rotor von Windkraftanlagen mit einer Radarstrahlung absorbierenden Schicht (wie z Stealth-Flugzeuge) und die Möglichkeit, Radarstationen mit Software auszustatten, die Radarreflexionen von Windkraftanlagen herausfiltern kann.Seit 2005 ist es möglich, mit dem Verteidigungsministerium Rücksprache zu halten und Vereinbarungen zu treffen, auch wenn diese zuvor maximale Gebäudehöhen forderten.

Vögel

Vögel können durch Kollisionen mit Windkraftanlagen und durch Verlagerung des Lebens- und Brutgebietes geschädigt werden. Vor allem die größeren Greifvögel sind die Opfer. Wenn in den Niederlanden 1500 MW an Windkraftanlagen installiert werden, wird dies schätzungsweise 30.000 direkte Vogelopfer pro Jahr verursachen. Zum Vergleich: Der Verkehr fordert jedes Jahr zwei Millionen Vogelopfer, 1,5 Millionen Jagd und eine Million Stromleitungen.^[15] Der Effekt der Verdrängung des Biotops ist weniger klar.

Fledermäuse

In dem Vereinigte Staaten Schätzungen zufolge starben 2012 mehr als 600.000 Fledermäuse nach Kollisionen mit Windkraftanlagen. Die tatsächliche Zahl kann bis zur Hälfte betragen. Es ist jedoch nicht klar, wie viele Fledermäuse es in den USA gibt, aber die Tiere stehen bereits durch andere Faktoren unter Druck.^[16] Die Fledermäuse können die Turbinen für Bäume halten.^[17]

Versand

Windkraftanlagen auf See sind potenziell ein Hindernis für die Schifffahrt. Obwohl Windmühlen allein aus wirtschaftlichen Gründen auf Sandbänken oder seichten Stellen aufgestellt werden, kann die Aufstellung in der Nähe stark befahrener Routen Risiken bergen. Dazu können Situationen mit schlechter Sicht und Unwetter gehören, wenn Schiffe ihre Anker verlieren oder Probleme bei der Einhaltung des vorgeschriebenen Kurses auftreten. Pläne für die Aufstellung von Windparks in der Nordsee, z Thornton Banksind daher umstritten. Für einen Windpark auf der Thornton Bank wurden inzwischen in Belgien die erforderlichen Genehmigungen erteilt.

Schatten-Belästigung

Wenn die Sonne scheint, wirft der Rotor einer Windkraftanlage einen bewegten Schatten. Diese Blitz Effekt kann als störend empfunden werden.

Die Entfernung spielt eine Rolle bei der Verhinderung von Schlagschatten. Bei größeren Entfernungen gibt es weniger Belästigungen, da der Flügel nicht die gesamte Sonnenscheibe abdecken kann und es keinen Vollschatten mehr gibt. Auch die Frequenz ist wichtig. Dies ist durch die langsame Rotation der heutigen Mühlen immer weniger geworden. Der Schlagschatten macht sich in einem schmetterlingsförmigen Bereich bemerkbar. Der Schlagschatten bewegt sich im Laufe des Tages von West nach Ost. Im Sommer, wenn die Sonne hoch steht, ist die Fläche kleiner als im Winter.

Mikroklima

Durch die Turbulenzen (Wirbel) hinter einer rotierenden Windkraftanlage werden höhere und niedrigere Luftschichten miteinander vermischt. Dies verursacht eine höhere Windgeschwindigkeit (bis zu einigen m/s) und eine höhere Temperatur (in der Größenordnung von einem Grad) am Boden, insbesondere in der Nacht.

Landschaft

Der "Windpark Tauern" in Österreich

Gerade mit den steigenden Turmhöhen sind Windkraftanlagen stark in der Landschaft präsent. In den Anfängen der Windenergie wurden hauptsächlich einzelne Windräder installiert, was einen "chaotischen" Effekt ergab. Später wurden Windkraftanlagen hauptsächlich in Linien- und Clusteranordnungen platziert, die sich mehr an bestehenden Elementen in der Landschaft wie Straßen und Kanälen orientieren. Dennoch, Windkraftanlage (Bauernhöfe) von vielen als störend oder hässlich empfunden. Man spricht dann von Horizontverschmutzung oder Landschaftsverschmutzung. Zum Beispiel ein geplanter Windpark vor der Küste von Knokke schließlich auf eine tiefer im Meer gelegene Sandbank umgezogen, die Thornton Bank, teilweise wegen des horizontverschmutzenden Aspekts der Küstenstadt.^[18] Siehe auch oben unter 'Versand'.

Die Resistenz gegen Landschaftsverschmutzung durch Windkraftanlagen kann teilweise durch einen finanziellen Ausgleich oder eine bessere Einbettung in die Landschaft verringert werden. Der Widerstand sinkt beispielsweise, wenn Anwohner einen Geldbetrag erhalten oder Miteigentümer der Windmühle sind oder wenn eine Windmühlenreihe eine allgemein anerkannte Grenze markiert, wie z Schälkante Bruch oder ein Deich an der Küste. Auf Kreta ist ein Windpark auf halbem Weg zwischen Matala und Knossos eine Touristenattraktion wegen seines Panoramablicks. In den Niederlanden werden die geplanten neuen Standorte für große Windparks rund um die IJsselmeer und der Abschlussdijk stieß auf Widerstand, denn die flache, ruhige kulturhistorische Landschaft würde dadurch verschwinden.

Da immer größere Turbinen auf den Markt kommen, gibt es einen Trend, dass Windturbinen immer mehr voneinander entfernt sind und Projekte mehr Turbinen umfassen. Nach Ansicht der beteiligten Landschaftsarchitekten kann dann eine großartigere und schönere Landschaftsgestaltung erfolgen. Kritiker sehen darin eher einen weiteren und umfassenderen Landschaftsschaden.

Windmühlen können jetzt auch in Wäldern platziert werden. Da die Masten moderner Turbinen weit über die übliche Baumhöhe hinausragen, werden sie nicht durch den Wind behindert. Die Mühlen sind im Wald nicht zu sehen und befinden sich in Waldnähe hinter dem hohen Horizont des Waldrandes. Aus einiger Entfernung heben sie sich deutlich vom Profil des Waldes ab.

Klang

Es Klang Es gibt zwei Ursachen für eine Windkraftanlage: das mechanische Geräusch der beweglichen Teile in der Gondel und das surrende Geräusch der sich drehenden Rotorblätter. Bei modernen Windkraftanlagen ist die Gondel gut gedämmt und nur die Geräuschentwicklung der Rotorblätter ist wichtig.

Die Geräuschentwicklung einer Windkraftanlage nimmt mit der Windgeschwindigkeit zu. Für eine moderne Windkraftanlage liegt das Quellengeräusch im Bereich zwischen 91 und 104 dB(A). Dies ist das sogenannte Quellgeräusch der Windkraftanlage. Dies ist ein berechneter Schallpegel, als ob der gesamte Schall von einem Punkt abgestrahlt würde. In Wirklichkeit wird der Lärm hauptsächlich von den Blättern verursacht, über die gesamte Rotoroberfläche, jedoch mit einem höheren Geräuschpegel, wenn ein Blatt in der Nähe des Mastes vorbeifährt. Letzteres wird durch die Reflexion des Schalls am Mast verursacht.

In einer Entfernung von 250 Metern beträgt die maximale Geräuschentwicklung einer einzelnen Windkraftanlage ca. 40 bis 43 dB(A). Dieser Geräuschpegel wird nur erreicht, wenn die Windenergieanlage mit maximaler Leistung läuft. Dies entspricht einer Windgeschwindigkeit von ca. 8 m/s in 10 Metern Höhe, was nur ca. 10 % der Zeit der Fall ist. Der Geräuschpegel hängt auch von der Art der Windenergieanlage und der Härte des Untergrundes zwischen Windenergieanlage und Messstelle ab. Vegetation hat eine stark dämpfende Wirkung.

Wird eine zweite Windenergieanlage im gleichen Abstand wie die erste aufgestellt, erhöht sich der Geräuschpegel um 3 dB(A). Dies liegt daran, dass die Dezibelskala eine logarithmische Skala und keine lineare Skala ist.

Eine erste Verbesserung bei Windkraftanlagen zur Geräuschreduzierung war der Verzicht auf ein Getriebe. Der Geräuschpegel in der Gondel wird durch weniger schnell rotierende Teile stark reduziert. Diese Art von Windkraftanlage ist an einer kurzen Gondel zu erkennen. Bei modernen Windkraftanlagen mit Getriebe ist die Gondel so schallgedämmt, dass der Geräuschpegel nicht höher ist als bei Windkraftanlagen ohne Getriebe.

Eine zweite Verbesserung ist ein anderes Schaufelprofil, zu erkennen an (kleinen) Querflügeln an den Schaufelspitzen. Dadurch wird der Luftstrom an der Spitze weniger chaotisch, was auch das Geräusch reduziert. Die Spitze ist die größte Geräuschquelle, denn dort ist die Luftgeschwindigkeit am größten.

Distanz und Stärke spielen eine Rolle für den Grad der Behinderung. Windenergieproduzenten behaupten, dass es bei einer Entfernung von mehr als 300 Metern fast keine Lärmbelästigung gibt. Recherche von Frits van den Berg vom Universität Groningen zeigt jedoch, dass vor allem der Lärm in der Nachtzeit störend sein kann, sogar bis zu einer Entfernung von 2 Kilometern. Nachts lässt der Wind am Boden oft nach, aber in großen Höhen kann er besonders stark wehen. Die Berechnungsmodelle für Lärm basieren oft auf Windgeschwindigkeiten in 10 Metern Höhe, während eine Windkraftanlage bis zu 80 Meter hoch sein kann. Aufgrund der fehlenden Hintergrundgeräusche durch Wind und Verkehr in der Nacht ist das Geräusch der Turbinenblätter besonders hörbar, insbesondere weil das Geräusch der Turbinen über die Zeit variiert (Van den Berg 2006).

Die Messungen, die dieser Studie zugrunde liegen, wurden jedoch nicht mit den richtigen Verfahren erhalten. Dies stellt eine große Ungenauigkeit der Messergebnisse dar. Kritisiert werden die Messverfahren zur Feststellung von Normüberschreitungen, ohne die umfangreiche Forschung zu erwähnen, die diesen Verfahren zugrunde liegt. Dabei handelt es sich um standardisierte Verfahren, die darauf abzielen, jede Situation gleich einschätzen zu können. Es ist daher unvermeidlich, dass diese Modelle von der Realität abweichen, da die Abweichungen immer innerhalb der untersuchten Grenzen bleiben (Quelle: LBPartners, „Lärmbewertungsbericht „Hohe Windmühlen fangen viel Wind“, 13.02.2003).

Platz einnehmen

Ein Windpark umfasst eine große Fläche. Allerdings wird nur 1% dieser Fläche vom Mastfuß eingenommen und Transformatorenhäuser. Hohe Gebäude im Umfeld einer Windkraftanlage (mit zu kurzem Turm) führen zu einem geringeren Ertrag. Ansonsten lassen sich Windparks auf Wunsch mit fast allen Aktivitäten und Landschaftstypen kombinieren. Landwirtschaftliche Flächen und Industriegebiete sind am häufigsten. Da aber auch die kommerziell erhältliche Masthöhe zunimmt, kommen auch Wälder für einen Windparkstandort in Frage. Zudem sind sie für kurze und mittlere Distanzen optisch gut abgeschirmt.

Sicherheit

Ein Windrad kann Schäden verursachen, wenn die Sicherheitssysteme versagen.Die größte Gefahr besteht, wenn das Bremssystem versagt und das Windrad bei starkem Wind wild durchdreht. Die Blätter beschleunigen dann, bis sie unter den Rotationskräften kollabieren. Eine fliegende Klinge kann bis zu mehreren hundert Meter entfernt Schaden anrichten. Das Aufstellen von Windkraftanlagen in dünn besiedelten Gebieten und Gebieten mit ungefährlichen Industrieaktivitäten verringert das Risiko erheblich.Brand kann durch Überhitzung oder einen elektrischen Defekt entstehen. Löscharbeiten werden durch die Höhenlage erschwert.

Vorschriften

Für die Errichtung von Windenergieanlagen muss eine Umweltgenehmigung erteilt werden. Oft wird auch eine Änderung des Bebauungsplans umgesetzt.

Situation in den Niederlanden

In den Niederlanden werden die Umweltauswirkungen durch die Verordnung des Rates (Allgemeine Verwaltungsanordnung) "Dekret Allgemeine Regeln für Umweltmanagement-Betriebe". Diese Verordnung besagt unter anderem, dass Wohnungen mindestens das 4-fache der Achsenhöhe haben müssen (diese Bedingung wurde jetzt aufgehoben). Darüber hinaus enthält diese Verordnung Lärmnormen, die mit zunehmender Windgeschwindigkeit breiter werden. Im Allgemeinen gilt dies gilt in nationalen Gebieten bei bestimmten Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten, die Windenergieanlage ist bei Einhaltung der Lärmnormen deutlich hörbar Europäische Vogel- und Habitatrichtlinie anwendbar.

Stromnetzintegration

Es wurde befürchtet, dass die Integration von Windenergieanlagen in das Stromnetz durch die Qualität des Stroms (Frequenz), die Verfügbarkeit eines geeigneten Stromnetzes in der Nähe, die Variation und begrenzte Berechenbarkeit der Windgeschwindigkeit und schließlich die begrenzte Absorption der Schwankungen der Stromproduktion durch die konventionellen Kraftwerke. In Zeiten mit zu viel oder zu wenig Wind muss der Energiebedarf des Netzes durch Gas- oder Kohlekraftwerke gedeckt werden. Es muss ein sogenannter Peak-Shearer eingesetzt werden , insbesondere bei schnellem Windverlust. Angetrieben wird es von einer schnell startenden Gasturbine, die etwa halb so effizient ist wie ein konventionelles Kraftwerk, daher muss im Energiesystem zwischen Windparks und konventionellen Kraftwerken ein ausgewogenes Verhältnis bestehen, zB nicht zu viel Reserveleistung, in um zu CO₂-Vorteil sprechen zu können.Eine sehr kritische Studie^[19] erwähnt die Einsparung fossiler Brennstoffe und CO₂ durch Windkraftanlagen ist eine unbewiesene Annahme und kommt zu dem Schluss, dass sie noch immer ungeeignet für die Stromversorgung sind. Die behaupteten Einsparungen wurden nicht durch Messungen bestätigt.

Aber in der großen US-Studie in diesem Bereich des US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory (NREL)^[20] Es wurde berechnet, dass es technisch möglich ist, dass im Jahr 2020 die zusätzlichen CO .-Emissionen₂ durch konventionelle Kraftwerke zum Ausgleich von Windschwankungen wird vernachlässigbar sein, selbst wenn ein Drittel des Stroms aus Sonne und Wind erzeugt wird. In dieser Studie wird davon ausgegangen, dass die Strommarkt ungehindert funktioniert und die Stromnetz wird optimal ausgenutzt. Das Modell wählt immer die wirtschaftlichste Zusammensetzung der Anbieter, um die Nachfrage mit optimalem Transport über das Netz zu decken. Bemerkenswert ist, dass der freie Marktmechanismus mit der Regulierung insbesondere von Gaskraftwerken zu einer Kompensation der Windschwankung führt, nicht von Wasserkraft, so dass diese Studie für die Niederlande relevant ist.

EIN Szenariostudie wie die NREL-Studie ist keine Annahme oder Vorhersage des Einflusses von mehr Sonne und Wind im bestehenden Stromversorgungssystem, sondern a mögliche Entwicklung der Verdrängung fossiler Brennstoffe durch nachhaltige Quellen in diesem System um Anpassung zum neuen Angebot. Windkraftanlagen sind für die Stromversorgung geeignet, aber das bestehende System war noch nicht geeignet, dieses Angebot optimal zu nutzen. Die Stromversorgung ist ein komplexes und teures System, das äußerst zuverlässig sein muss. Die Manager sind daher sehr vorsichtig, Dinge anzupassen, die unvorhergesehene Auswirkungen haben könnten. Sie sind auch an vertragliche Verpflichtungen gebunden. Auch in Deutschland erfordert die Energiewende^[21] viel Zeit und Anpassung.

Die Szenariostudien haben sich in der Praxis bestätigt. In Norddeutschland und Dänemark wird mehr als ein Drittel des Stroms mit Sonne und Wind unter Wahrung der Versorgungssicherheit erzeugt.

Stromqualität

Bei vielen älteren Windkraftanlagen ist der Generator direkt an das Stromnetz angeschlossen (das dänische Konzept, siehe Aerodynamik von Windkraftanlagen). Dadurch stehen die Rotordrehzahl und die Netzfrequenz in einem festen Verhältnis. Dies kann bei hoher Windenergieeindringung zu Frequenzschwankungen und Instabilität des Netzes in Zeiten eines großen Windangebots führen. Allerdings werden solche Turbinen kaum noch produziert. Moderne Windkraftanlagen sind fast alle Turbinen mit variabler Drehzahl. Bei diesen Turbinen erfolgt die Energieversorgung ganz oder teilweise über ein AC-DC-ACKonverter ins Stromnetz eingespeist. Bei ausreichender Windversorgung können diese Anlagentypen sogar dazu beitragen, die Netzfrequenz stabiler zu machen.Der Nachteil der AC/DC/AC-Umschaltung zur Stabilisierung der Netzfrequenz ist, dass die rotierende Leistung im Netz (denken Sie an das Schwungrad) kleiner und kann auch unregelmäßiger werden.

Ausbau des Stromnetzes

An Orten, die für Windparks geeignet sind, ist das Stromnetz dafür nicht immer geeignet. Dies erfordert einen Ausbau oder eine Verstärkung des Stromnetzes.

Variabilität des Windangebots

Ein Stromnetz mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energiequellen benötigt in der Regel eine flexiblere Erzeugung statt rather Grundlastkraftwerke

Die Windgeschwindigkeit ist nicht konstant. Tatsächlich bläst es in den Niederlanden manchmal gar nicht. Windkraftanlagen liefern ab Windkraft 2–3. Bei Windstärke 6 liefern sie ihre volle Leistung und das bleibt so bis weit über Windstärke 10. Darüber hinaus müssen ältere Mühlen aus Sicherheitsgründen stillgelegt werden. Sinds 2005 zijn er echter ook molens beschikbaar die tot windkracht 12 blijven doordraaien en energie leveren. Dat is bij die molens echter nooit meer dan het maximaal vermogen van de generator. Het gemiddeld geleverde vermogen van een moderne windturbine is daardoor ca. 35% van het nominale vermogen. Deze variabiliteit kan worden opgevangen door bestaande conventionele centrales of door, in theorie, (centrale) energieopslag. Deze variatie in energielevering komt boven op de gebruikelijke variatie in de dagelijkse vraag aan elektrische energie. Conventionele installaties moeten daarom in staat zijn naast de variatie in de vraag ook de variatie in het aanbod op te vangen.

De productie van een windturbine kan door het variabele windaanbod sterk variëren. Het komt voor dat een windturbine een hele dag niets produceert, maar het komt ook voor dat een windturbine een hele dag vrijwel het maximale vermogen levert. In een gemiddelde wintermaand produceert een windturbine daardoor twee keer zoveel als in een gemiddelde zomermaand. Maar een maandproductie kan ook weleens het dubbele of slechts de helft zijn van een gemiddelde maand. Op jaarbasis kan de productie 20% naar boven en naar beneden afwijken van een gemiddeld jaar, en zelfs over een periode van 10 jaar zijn afwijkingen van 10% mogelijk.

Beperkte opvang van de fluctuatie in elektriciteitsproductie door de conventionele centrales

Op dit moment^{[(sinds) wanneer?]} is er voldoende capaciteit van conventionele elektriciteitscentrales om ook de variaties in het aanbod van windenergie op te vangen. Een aantal onderzoeken laat zien dat 20 tot 30 procent windelektriciteit mogelijk is zonder dat er extra conventionele back-up of opslag nodig is. Bij een grotere penetratiegraad (en daarmee een lager capaciteitskrediet) zijn andere oplossingen noodzakelijk. Een aantal oplossingen waaraan wordt/werd gedacht zijn:

• Gebruik van de opslagmogelijkheid van buitenlandse waterkrachtcentrales. In West-Denemarken wordt dit al toegepast. Via een hoogspanningsgelijkstroomkabel wordt gebruikgemaakt van de opslagcapaciteit van Noorse waterkrachtcentrales (zie NorNed-kabel).
• Middeling in het elektriciteitsnet: gebruikmaken van de Europese of wereldwijde spreiding van vraag en aanbod. Bekeken over een groter gebied nemen de variaties in elektriciteitsvraag en windaanbod af. Voor deze optie dienen de internationale koppelnetten te worden versterkt.
• Snel inschakelbare opwekking met brandstofcellen. In de regio Rotterdam startte in 2005 een proef waarbij 50 MW vermogen binnen 1 minuut kon worden ingeschakeld. Het gebruikte waterstofgas is daar een restproduct uit de chemische industrie.
• Zeer decentrale opwekking. De Nederlandse Gasunie startte in 2005 een proef met cv-ketels die op commando ook stroom opwekken: het concept "virtual power plant". Naar behoefte worden cv-ketels in het land bijgeschakeld. Bij iets grotere vermogens heet dit "microwarmte-krachtkoppeling".
• Flexibeler maken van de energievraag: omdat elektriciteit voor vaste tarieven wordt verhandeld, is de vraag vrij onafhankelijk van het aanbod. Er worden technieken onderzocht om via variabele tarieven de vraag naar elektriciteit aan het aanbod aan te passen.
• Gebruikmaken van de complementaire eigenschappen van zonne-energie, simpel gezegd: windstil weer is vaak zonnig, bij bewolkt weer waait het vaak.
• Opslag in accu's, of ondergronds als gecomprimeerde lucht in lege gasvelden, zie energieopslagtechniek.
• Ondergrondse opslag van verzadigde stoom.
• Splitsing van water in waterstof en zuurstof (zie: waterstofeconomie)
• Opslag van energie in accu's van elektrische voertuigen. Energie kan bij pieken in de toekomst aan accu's worden onttrokken.
• Opslag van windenergie in Nederland via waterkracht in spaarbekkens (zie Plan Lievense).
• Opslag van windenergie in Nederland via waterkracht in ondergrondse schachten.

Veel van deze technieken bestaan alleen nog op de tekentafel of bevinden zich in een experimenteel stadium. De laatste twee opties zijn in de jaren 70 onderzocht maar werden niet uitgevoerd wegens economische onhaalbaarheid. Oplossing van dit probleem zal in ieder geval een prijs hebben, die bij het maken van vergelijkingen meegeteld moet worden in de kilowattuurprijs.

Voorspelbaarheid van het windaanbod

Een ander aspect bij de integratie van windenergie is de voorspelbaarheid. Voor windenergie worden, net als voor alle andere elektriciteitsbronnen, productieverwachtingen gemaakt. Door de aard van de energiedrager - het weer - is een windvermogensverwachting vergelijkbaar met een weersverwachting en heeft ze dan ook een beperkte nauwkeurigheid. In Nederland vallen de verwachtingen binnen de programmaverantwoordelijkheid, waarbij de marktpartijen verantwoordelijk zijn voor de systeembalans op tijdschalen van een kwartier en langer.

Rendement

Financieel

Wanneer de gunstigste locaties het eerst worden gebruikt, kan de helft van het wereldwijde elektriciteitsverbruik voor 6 dollarcent per kWh of minder worden opgewekt.^[bron?] Voor 7 dollarcent per kWh of minder kan het hele wereldelektriciteitsverbruik worden geleverd. (Hoogwijk 2004.^[22][bron?] ) Uiteraard moet er dan wel technologie zijn om die energie op de gewenste manier over tijd en plaats te spreiden, omdat het niet altijd overal hard genoeg waait. Anno 2006 kost het opwekken van stroom door windenergie 8,8 tot 10,3 eurocent per kWh, afhankelijk van de locatie. Het opwekken van conventionele elektrische energie kost 2,9 tot 5,8 eurocent per kWh.^[bron?] In 2012 kost de productie van off-shore-windelektriciteit ongeveer 16 eurocent per kWh.^[23]De doelstelling voor de kostprijs voor het Windpark Borssele (dat gepland is in 2020) is 5,45 cent per kWh en daarmee zou de kostprijs van windenergie voor het eerst lager worden dan die van kolen.^[24] Kolenstroom kost anno 2017 7,5 cent per kWh.^[24]

Voor- en tegenstanders van windenergie hebben hun eigen argumenten voor de kosten van windenergie en conventionele energie. Zo willen de voorstanders dat de vrijstelling van brandstofbelasting, bouwsubsidies voor conventionele centrales en externe kosten van fossiele energie, zoals de schade door uitstoot van CO₂ en fijnstof verrekend worden. Anderen vinden dat ook de kosten voor de reserve conventionele centrales bij een tekort aan wind in de prijs van elektriciteit uit wind moeten worden betrokken.

Energetisch

De windenergiewet van Betz zegt dat onafhankelijk van de windsnelheid maximaal 59,3% van de kinetische energie aan een luchtstroom kan worden onttrokken. Dit is het theoretisch maximale rendement dat kan bereikt worden. Bij moderne windturbines bedraagt dit rendement ongeveer 70-80%.^[25]

Het totale rendement van een windturbine wordt verder ook nog beïnvloed door het rendement van de generator, de tandwielkast en de transformator. Een windmolen kan door de variabele wind niet voortdurend het nominale vermogen leveren. De productiefactor is de verhouding van het gemiddeld geleverde vermogen en het nominale vermogen. Een moderne molen met een nominaal vermogen van 2 MW levert op land per jaar circa 4,5 GWh; de productiefactor komt daarmee op circa 22,5%.

Vergelijking met andere energiebronnen

Windenergie wordt ook beoordeeld op de hoeveelheid CO₂-uitstoot die ermee wordt vermeden. Reductie hiervan draagt vermoedelijk bij aan het afremmen van een toename van het broeikaseffect. Dit is de belangrijkste reden dat de regering vanuit het Kyotoprotocol de bouw van windparken stimuleert. De redenering is dat kolen- en gascentrales minder hoeven te produceren en de daarbij behorende CO₂-uitstoot dan ook minder is. Die berekening is arbitrair: kolencentrales geven bij dezelfde energieproductie bijvoorbeeld meer CO₂ dan centrales op aardgas.

Inzet van windenergie maakt een land onafhankelijker van de leveranciers van fossiele brandstoffen. Het belang hiervan neemt toe naarmate fossiele brandstof schaarser wordt, waarmee de aanvoer onzekerder en duurder wordt. Dat geldt overigens ook voor kernenergie, waar grondstoffen nodig zijn zoals uranium of thorium. Daarom is naast het rendement van een windmolen ook het hernieuwbare karakter van belang.

Windenergie per land / regio

Nederland

Huidige en potentiële bijdrage aan de energievoorziening

Zie Windturbines in Nederland voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

In 2008 was het Nederlandse windvermogen 2377 MW, waarvan 228 MW op de Noordzee. In een gemiddeld windjaar wordt nu 5,2 miljard kWh geproduceerd. Dat is goed voor 4,5% van de totale stroombehoefte van alle huishoudens in Nederland. De huishoudens vormen een aandeel van 12% van de totale markt.^[26] Dit betekent dat windenergie een aandeel heeft van 0,54% in de totale markt.

De verwachting is dat er windmolens met een totaal nominaal vermogen van circa 5000 MW in Nederland op land te plaatsen zijn. Verdere groei zal offshore moeten plaatsvinden. Het potentieel voor windenergie op zee wordt geschat op 2 maal het Nederlandse elektriciteitsverbruik.

Tabel I: Het aandeel van windenergie van de elektriciteitsvoorziening in Nederland, inclusief windmolens op zee vanaf 2006.^[27][28]

Grafiek windenergieproductie in Nederland van 2002 tot 2018 (miljoen kWh):^[29]

Overheidsbeleid

In 2001 is de Bestuursovereenkomst Landelijke Ontwikkeling Windenergie (BLOW-akkoord) gesloten. BLOW kwam rechtstreeks voort uit de Kyoto-afspraken. Het doel: 1500 megawatt windvermogen in 2010. De grens van 1500 MW is echter al in de zomer van 2007 gepasseerd, voornamelijk doordat de inwoners van de provincie Flevoland meer windmolens en windvermogen bouwden dan in BLOW was afgesproken. PvdA-minister Cramer van VROM stelde toen als doel het verdubbelen van die hoeveelheid in 2011.Anno 2008 is het overheidsbeleid erop gericht om in 2020 twintig tot dertig procent van de verbruikte energie duurzame energie te laten zijn. Niet iedereen vindt het actuele overheidsbeleid echter overtuigend genoeg. Voor de termijn tot 2011 wordt gewerkt aan het Nationaal Plan van aanpak Windenergie, voor de verdubbeling van Wind op Land tot 3000 MW opgesteld vermogen. In plannen en nota's worden hoeveelheden genoemd van 6000 MW op land en eveneens 6000 MW op de Noordzee in 2020.

Het overheidsbeleid in Nederland is wisselend geweest. In het begin werd de installatie van windturbines gesteund door middel van steeds wisselende vormen van investeringssubsidies, daarna door vrijstelling van de Regulerende Energiebelasting (REB). Tot augustus 2006 werd windenergie ondersteund via de MEP-regeling. De bedoeling van deze subsidie was om in het hele land windenergie ongeveer even rendabel te laten zijn, zodat in elke regio windenergieprojecten gerealiseerd konden worden. Ondersteuning van windenergie dient niet alleen om nu schone stroom op te wekken, maar ook om de industrie de kans te geven onderzoek te doen naar goedkopere productiemethodes (leercurve) en zo tot kostendalingen te komen.

In 2008 werd de SDE subsidieregeling ingesteld. Dit was een stap in de richting van de EEG-wet in Duitsland. Met de SDE-regeling is er geen aanschafsubsidie (uit de SDE) maar een subsidie op de teruggeleverde elektriciteit. De SDE-regeling is echter zeer onzeker door de vele soorten van herwaarderingsregels en de jaarlijkse aanpassing van de subsidie per teruggeleverde kWh.Daarnaast heeft de 'windsector' aangegeven dat de SDE structureel te laag is, omdat die uitgaat van een benodigde investering van 1200 euro per kW geïnstalleerd vermogen en de marktprijs begin 2008 al 1300 tot 1400 euro was.Uit een inventarisatie van de lopende windprojecten in mei 2008 blijkt ook dat er windparkprojecten zijn die helemaal klaar liggen, maar niet doorgaan omdat de SDE te laag is.^[30]

Er worden twee structuurvisies opgesteld, de Rijksstructuurvisie Windenergie op Land en de Rijksstructuurvisie Windenergie op Zee buiten de 12-mijlszone. Daarnaast is er een Quickscan Haalbaarheidsstudie windparken binnen 12-mijlszone.

België

Eind 2018 produceerden windturbines in België bijna 3.200 MW, geleverd door 888 windturbines op land, en 274 op zee.^[31]

Sedert de staatshervorming van 1980 zijn de bevoegdheden inzake energie verdeeld tussen de federale staat en de gewesten:^[32]

• de federale staat is bevoegd voor de materies waarvan de technische en economische ondeelbaarheid een gelijke behandeling op het nationale niveau vereist, zoals onderzoek, kernenergie, grote infrastructuur, tarieven en prijzen (mits enkele gewestelijke bevoegdheden), en de bevoorradingszekerheid.
• de gewesten zijn verantwoordelijk voor de hoogspanningsnetten tot 70kV, de distributietarieven voor laagspanning, de distributie van gas, de valorisatie van terrils en het gebruik van mijn- en hoogovengas, de warmtenetwerken, warmterecuperatie, rationeel energiegebruik, en alle alternatieve energiebronnen met uitzondering van de kernenergie.

Vlaanderen

Zie ook: Windturbines in Vlaanderen.

Ondanks een pioniersrol in de jaren 1980-1989 raakte Vlaanderen nadien achterop bij projecten voor windenergie. Intussen is een inhaalbeweging gemaakt, mede door nieuwe windmolenparken op de Noordzee. In 2019 leverden 543 windturbines 1.278 MW elektriciteit.

Brussel

In de stedelijke omgeving zijn windturbines met hoog vermogen minder aangewezen, vanwege ruimtegebrek en onregelmatige winden. Toch onderzocht het Brussels Gewest de haalbaarheid van kleine en middelgrote windmolens met een vermogen van 0,1 tot 250 kW. Als locaties wordt dan vooral gedacht aan de vele hoge torengebouwen, waar volgens een windmetingsstudie het windpotentieel vergelijkbaar is met de Belgische kustgebieden.^[33]

Wallonië

De eerste windturbine in het Waals Gewest werd in 1998 opgetrokken in Sankt Vith. Sedertdien namen nieuwe installaties toe in hoogte en vermogen. Een keerpunt was het in 2010 voltooide Windturbinepark Estinnes, met een maximumvermogen tot 180 MW, goed voor 50.000 gezinnen. Nadien werden meer en meer coöperatieve projecten opgestart, zoals het windmolenpark "Les Vents d’Arpes" te Nijvel.^[34]

Eind 2017 functioneerden in het Waals Gewest 366 windturbines met een gezamenlijk vermogen van 835 megawatt (MW), genoeg voor het energieverbruik van zo’n 486.000 huishoudens.^[34]

Hoewel de Waalse overheid grote windturbines prefereert, kunnen volgens haar kleinschalige windturbines hun nut bewijzen, vooral in de landbouw.^[34]

Denemarken

Denemarken heeft wereldwijd de relatief grootste bijdrage van windenergie aan de eigen elektriciteitsbehoefte (47% in 2019).^[35] Denemarken wordt daarom, zowel door voor- als tegenstanders van windenergie, als voorbeeld gezien voor de mogelijkheden en beperkingen van grootschalige inpassing van windenergie.

De Deense situatie is echter niet automatisch te vertalen naar andere landen. Aan de ene kant ligt Denemarken geografisch gunstig. Het kan daardoor makkelijk elektriciteit uitwisselen met Duitsland, Zweden en Noorwegen. De laatste twee landen hebben een grote capaciteit aan waterkrachtcentrales die geschikt zijn om fluctuaties in het windaanbod op te vangen. Aan de andere kant heeft Denemarken ook een groot aandeel decentrale (verspreid opgestelde) warmtekrachtcentrales, die elektriciteit produceren als er warmtevraag is. Verder is in de Deense wet vastgelegd dat windelektriciteit altijd voorrang heeft en dat windturbines bij een dreigend overschot niet mogen worden afgekoppeld. Om vraag en aanbod van elektriciteit in balans te houden, is Denemarken daarom afhankelijk van elektriciteitsuitwisseling met de buurlanden.

Critici, zoals Ole T. Krogsgaard, vinden het verschil tussen opbrengsten en kosten bij internationale levering en afname van elektriciteit te groot. De kosten van windenergie en decentrale warmtekracht samen, in vergelijking met een systeem gebaseerd op moderne conventionele centrales in 2000, werden door hem op 1,3 miljard euro per jaar geschat.^[bron?] De Deense windturbineorganisatie wijst erop dat er geen onderbouwing voor dit getal is.

Critici wijzen op een aantal incidenten waarbij door een plotselinge verandering in het windaanbod een black-out dreigde. Voorstanders van windenergie (zoals prof van Kuijk) wijzen erop dat deze incidenten tot een aantal verbeteringen in de windturbines hebben geleid.^[bron?] Zo draaien moderne windturbines bij hogere windsnelheden door en hoeven ze bij kortsluiting op het net niet meer te worden afgeschakeld.

In 2005 publiceerde de netbeheerder Elkraft een rapport waarin wordt geconcludeerd dat 50% windenergie in 2025 technisch en economisch haalbaar is.^[36]

Noordzee en wereldwijd

Zie ook: Lijst van windmolenparken in de Noordzee.

Indien 1,5% van de Noordzee wordt volgeplaatst met windmolens, kan volgens Greenpeace windenergie voorzien in één derde van het huidige elektriciteitsverbruik van de Noordzeelanden (Denemarken, Duitsland, Nederland, België en het Verenigd Koninkrijk).^[bron?] Wereldwijd wordt het theoretisch potentieel voor windenergie op land geschat op 6 maal het wereldelektriciteitsgebruik of 1 maal het wereldenergiegebruik, gebaseerd op de windturbinetechniek en het elektriciteitsverbruik van 2001. (Hoogwijk 2004). Meer recente schattingen komen hoger uit, tot meer dan 10 maal het wereldenergiegebruik. Volgens Adams en Keith is dat overschat, maar het is wel veel meer dan het wereldenergiegebruik.^[37]

Het Internationaal Energieagentschap publiceert sedert 2018 het jaarlijks rapport Offshore Wind Outlook.^[38]

Discussie en publieke opinie

Voordelen van windenergie

De belangrijkste voordelen van windenergie zijn:

• vermindering van het gebruik van fossiele brandstoffen en daarmee vermindering van de daarmee gepaard gaande vervuiling en CO₂-uitstoot^[39]
• de duurzaamheid van windenergie^[39]
• verminderde afhankelijkheid van olieproducerende landen^[40]

Nadelen van windenergie

• Over het algemeen zijn de kosten van windenergie hoger dan die van fossiele brandstoffen - ondanks dat deze al decennialang dalen^[bron?]
• Windsnelheden zijn veranderlijk en moeilijk in te schatten^[41]
• Inpassing van windmolens in het landschap kan als lelijk worden ervaren (horizonvervuiling)^[42]
• Voor de productie van windmolens zijn staal, kunststof en bepaalde zeldzame metalen voor de magneten in de dynamo's nodig, waarvan het winnen een kostbaar, vervuilend en energie-intensief proces is.^[43]
• Vogels worden door windmolens uit de lucht geslagen; een rij windmolens is voor vogels ongeveer even gevaarlijk als een snelweg, sommige soorten vogels (zoals eenden) blijven honderden meters uit de buurt waardoor hun habitat wordt verkleind.^[44]
• vleermuizen komen om door de drukverschillen bij rotorbladen.^[45]
• Hinderlijke slagschaduw en geluidsoverlast voor omwonenden.^[46][47]

Debat

Er is vaak verzet van omwonenden van toekomstige windparken vanwege angst voor overlast. Een positieve aanpak is omwonenden laten deelnemen als mede-eigenaar. De deelnemers kunnen zich dan identificeren met "hun" molen, waardoor de weerstand meestal wordt voorkomen. Zo is in Kerkrade een project met 2 turbines geslaagd. Daar waren 600 participaties van 2625 euro beschikbaar voor omwonenden. In het Belgische Eeklo en Hasselt, in de provincies Oost-Vlaanderen en Limburg, lopen gelijkaardige projecten.

In een debat in De Telegraaf bleek in 2009 een kleine meerderheid tegen overheidsbijdragen aan windenergie.^[48] In de verkiezingscampagne voor de Tweede Kamer van 2010 beweerde VVD-lijsttrekker Mark Rutte: "Windmolens draaien op subsidie". Voorstanders kwamen met tegenargumenten: subsidie aan windenergie schept een gelijk speelveld met bijvoorbeeld kolencentrales, die een indirecte subsidie ontvangen.^[49]

Zie ook

• Windenergie in Europa
• Windturbines in Nederland
• Windturbines in Vlaanderen

Externe links

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• Feiten over Europese windenergie, opgesteld door Europese experts met subsidie van de Europese gemeenschap
• Informatiesite van Agentschap - windenergie.nl