Die Geschichte der Windenergie - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 30

sowie Spanien während der späten 1970er-Jahre beachtliche Forschungs- und Entwicklungs-
programme ins Leben gerufen.
Kleinere Programme, vielmehr Projekte, existierten auch in Österreich, Irland, Japan, Neusee-
land und Norwegen. Die erste Ländergruppe nahm sich der Entwicklung von Großwindkraft-
anlagen an. Die zwei Hauptfragen bei der Konzeption der ersten großen Testanlagen waren:

Welches Potenzial bietenWindkraftanlagenmit Vertikalachse (Darrieus-Rotor) imVergleich
zu Windkraftanlagen mit Horizontalachse?

Á

Welcher Strategie sollte man folgen, um günstige Windkraftanlagen mittelfristig zu entwi-
ckeln?
Sollte man zuerst die zwar sehr riskante, aber auch viel Potenzial bergende Richtung zu leich-
ten, schnelllaufenden Turbinen mit entsprechenden Rotorkonzepten einschlagen? Oder sollte
man die Zuverlässigkeit an die erste Stelle setzen und die bereits erprobten Konstruktionen
aus der Zeit vor 1960 schrittweise verbessern?
DieUSA, die Niederlande, Großbritannien undDeutschland führten eine systematische Analy-
se des Potenzials von Horizontalachsen-Anlagen gegenüber Anlagen mit Vertikalachse durch.
Kanada legte von Beginn an den Fokus auf Anlagen mit Vertikalachse; und Dänemark war das
einzige Land, das der zweiten Strategie folgte. Die ersten großen Windkraftanlagen wurden
1979 in Betrieb genommen (Nibe 1 und 2 in Dänemark) und die letzte rein experimentelle,
nicht wirtschaftlich betriebene Windkraftanlage wurde 1993 fertiggestellt. Insgesamt wurden
in den verschiedenen Staaten etwa 30 nur zu Versuchszwecken betriebene Anlagen gebaut, die
eine starke staatliche Förderung erhielten.
Die Tabellen 1.2 und 1.3 bieten einen Überblick über eine Auswahl dieser Windkraftanlagen.
Auch die kommerziellen Prototypen werden aufgeführt. Die Bilder 1.32 bis 1.36 zeigen einige
dieser Windkraftanlagen, deren technische Gestaltung sehr vielfältig war. Viele Innovationen
der Vergangenheit (Tabelle 1.1) wurden neu konstruiert und eingesetzt. Erhebliche Verbesse-
rungen wurden erreicht, indem glasfaserverstärkte Kunststoffe in die Rotorstruktur eingebaut
und neue elektrische Umwandlungssysteme verwendet wurden.
Die Finite-Elemente-Methode (FEM), wenn auch nicht so weit entwickelt wie heute, wurde
dazu verwendet, die Konstruktion der empfindlichen Komponenten der Windkraftanlage, ins-
besondere den Aufbau der Nabe, zu verbessern. Die Grundlage für umfassende Konstruktions-
methoden war höchst unvollständig. In der Aerodynamik gab es keine oder nur ungenaue Si-
mulationen von Strömungsabrissen, dreidimensionalen Effekten, aeroelastischen Modellie-
rungen usw. Dasselbe galt für Windbeschreibungen in der Rotorebene, die Auswirkungen von
Turbulenzen auf die Leistung und die mechanische Belastung sowie das Modellieren und die
Interaktionen der Strömungsnachläufe.
Zu den Windturbinenkonzepten gehörten unter anderem:

Á

Rotoren mit 1 bis 3 Rotorblättern für Windkraftanlagen mit Horizontalachse und 2 oder 3
Rotorblättern für Anlagen mit Vertikalachse,

Á

starre Naben, Pendelnaben und bewegliche Naben,

Á

starre Rotorblätter, Stallregelung und komplette oder partielle Regelung der Blatteinstell-
winkel,

Á

(fast) konstante und variable Drehzahlübertragungssysteme.
Außerdemwurde eine spektakuläre Reihe von Installationstechniken angewendet. Die Metho-
den reichten von der konventionellen Installationmithilfe eines Krans bis hin zur Nutzung des

Á