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Interessante Themen

Warum erneuerbare Energien?

Fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas haben zwei wesentliche Nachteile: sie sind nicht unendlich verfügbar und ihre Verbrennung erzeugt klimaschädliche Emissionen - mit erheblichen Folgeschäden und Folgekosten. Auch Uran ist endlich. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist darum nicht nur sinnvoll, sondern gesamtwirtschaftlich auch vorteilhaft.

Warum erneuerbare Energien?

Fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas haben zwei wesentliche Nachteile: sie sind nicht unendlich verfügbar und ihre Verbrennung erzeugt klimaschädliche Emissionen - mit erheblichen Folgeschäden und Folgekosten. Auch Uran ist endlich. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist darum nicht nur sinnvoll, sondern gesamtwirtschaftlich auch vorteilhaft.

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) im Überblick

Die wesentlichen Inhalte des Wärmegesetzes 

Das Wärmegesetz legt fest, dass spätestens im Jahr 2020 14 Prozent der Wärme in Deutschland aus Erneuerbaren Energien stammen muss. Es dient dem Schutz der Umwelt und soll dazu beitragen, den Ausstoß Klima schädlicher Treibhausgase zu verringern.

Wie funktioniert eine thermische Solaranlage?

Der Flachkollektor ist der am häufigsten eingesetzte Kollektortyp zur Gewinnung von Sonnenwärme und das Herzstück einer thermischen Solaranlage

Einspeisevergütung / Installation, Exportraten, führende Hersteller

Einspeisevergütung: Die Vergütung des Solarstroms in Deutschland ist im EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) geregelt und wird auf alle Stromverbraucher umgelegt.

Aktuelle Situation der Preisentwicklung

Die reinen Herstellungskosten der Module sind in den letzten Jahren stark gesunken Entwicklung der reinen Herstellungskosten für Solarstrom. Das EEG hat somit wie geplant bewirkt, dass dank Massenproduktion, Produktivitätssteigerungen und technischem Fortschritt die Kosten gesenkt werden konnten.

Modulpreise

Modulpreise: Mittlerweile sind in Japan kristalline Sharp Solarmodule ab 1670 €/kWp erhältlich. Sharp Markenmodule kosten in Deutschland etwa 3300 €/kWp Netto. Im deutschen Großhandel kosten monokristalline Module bei einer Abnahme von 100 kWp 2900 €/kWp Netto.

Verbundanlage / Inselanlage / Versorgungssicherheit

Verbundanlage: Bei im Verbundnetz betriebenen Anlagen kann die wartungsintensive Energiespeicherung in einem Zwischenkreis entfallen, der eingespeiste elektrische Strom wird sofort verbraucht, der Ausgleich der unterschiedlichen Verbrauchs- und Angebotsleistungen erfolgt über das Verbundnetz.

Integration in das Stromnetz / Konformität zum Verbrauch / Übertragung / Speicherung

Integration in das Stromnetz - Schwankung des Angebots: Das schwankende Angebot der Photovoltaik wirkt aus Sicht des Stromnetzes nicht anders als schwankender Verbrauch; die eingespeiste Photovoltaikleistung stellt sich dabei wie eine Verbrauchsminderung dar. Diese Laständerungen sind, wie die durch den Stromverbraucher verursachten Schwankungen der Last, statistisch vorhersagbar.

Grid Parity

Grid Parity, auf deutsch "Netz-Gleichwertigkeit", wird dann erreicht, wenn Strom aus einer Photovoltaikanlage zum gleichen Preis wie der Endverbraucherpreis von Steckdosenstrom angeboten werden kann. Wenn z.B. Steckdosenstrom eines Tages rund 25 Cent/kWh kostet (2007: ca. 19 Cent) und die Einspeisevergütung für Solarstrom z.B. 24 Cent beträgt (2010 geplant lt.

Leistung / Wirkungsgrad / Potential Photovoltaik

Nennleistung: Die Nennleistung von Photovoltaikanlagen wird häufig in Wp (Wattpeak) beziehungsweise kWp angegeben. „peak“ (engl. Höchstwert, Spitze) bezieht sich auf die Leistung bei Testbedingungen, die dem Alltagsbetrieb nicht direkt entsprechen. Es handelt sich dabei auch nicht um die Leistung der Zelle oder des Moduls bei höchster Sonneneinstrahlung.

Technische Beschreibung Photovoltaik

Die als Licht und Wärme auf die Erde auftreffende Menge an Sonnenenergie beträgt jährlich 1,5 · 1018 kWh; dies entspricht in etwa dem 15.000-fachen des gesamten Primärenergieverbrauchs der Menschheit im Jahre 2006 (1,0 · 1014 kWh/Jahr). Der Lichtenergieeintrag durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 · 1018 kWh.

Begriffserklärung / Geschichte der Photovoltaik

Unter Photovoltaik oder Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie. Sie ist seit 1958 zunächst in der Energieversorgung von Weltraumsatelliten mittels Solarzellen im Einsatz.

Der Energieausweis fürs Wohnhaus

Berlin (AFP) - Vom 1. Juli an sollen Mieter und Hauskäufer die Energie-Nebenkosten eines Hauses schneller und einfacher abschätzen können als bisher. Dann kommt der Energieausweis, der über die Energie-Effizienz eines Gebäudes informiert. Allerdings fühlen sich nur rund 15 Prozent der Verbraucher gut über den Gebäudepass informiert. 

Unter welchen Vorraussetzungen ist eine Photovoltaikanlage Anlagevermögen?

Die erste Frage die es zu beantworten gilt ist: Was ist überhaupt ein Anlagevermögen?

Komponenten einer Inselanlage

inselanlage-neu.gif
Solarmodule
  • - bilden das Herzstück einer Solarstromanlage. Sie sorgen für die Erzeugung des Stroms. Die Lebensdauer qualitativ hochwertiger Solarmodule liegt mittlerweile bei über 35 Jahren, sie stellen den zuverlässigsten Teil einer Anlage dar. 
Solarbatterien

Energieausweis für Gebäude

Energieausweis

Bei steigenden Energiepreisen werden energieeffiziente Gebäude immer attraktiver. Der Energieausweis dokumentiert die energetische Qualität von Gebäuden und gibt konkrete Modernisierungstipps zur Energieeinsparung. Als Instrument für mehr Markttransparenz motiviert der Energieausweis zu Investitionen in die Sanierung.

Info Energiepass - Energieausweis...

Ab Mitte 2008 gilt eine Energieklassifizierung für Immobilien, die in dem sogenannten Energieausweis festgeschrieben wird. Die deutsche Energieeinsparverordnung (EnEV) dient als Grundlage für die Ausstellung. Der Energiepass ist nach seiner Einführung im Juni 2008 verpflichtend, wenn einer Immobilie verkauft oder vermietet werden soll.

Windkraftanlage in schematischer Darstellung

Technische_Skizze_-_Windkraft.jpg

Die Grafik zeigt eine Windkraftanlage in schematischer Darstellung.

Stromerzeugung aus Tiefengeothermie

Hydrothermale Geothermie

Bei der Stromerzeugung aus Erdwärme wird die im Untergrund vorhandene Energie über Turbinen verstromt. Dafür sind Wassertemperaturen von mindestens 90 Grad Celsius (°C) notwendig. Dabei können hydrothermale Heiß- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen über 150°C direkt zum Antreiben einer Turbine genutzt werden.

Wie funktioniert eine Holzpellet-Heizung?

Wie funktioniert eine Holzpellet-Heizung?

Die effizienteste und sauberste Form der Wärmeerzeugung aus Holz für den Bedarf von Ein- und Mehrfamilienhäuser sind Holzpelletöfen. Holzpelletöfen verbrennen wenige Zentimeter lange, ca. 7 mm dünne Holzpresslinge, die so genannten Pellets.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

In der Vorgrube werden Gülle und andere Substrate zwischengelagert und eventuell zerkleinert, verdünnt oder gemischt. Substrate sind die feste oder flüssige Biomasse, die im Fermenter zur Biogaserzeugung eingesetzt werden.

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?

Die Grafik zeigt eine solarthermische Anlage in schematischer Darstellung. Die einzelnen Bestandteile werden kurz erläutert und die Prozesse der Warmwassergewinnung und des Heizens mit Sonnenenergie werden nachvollzogen.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Technische Skizze Photovoltaik

Die Grafik zeigt eine Photovoltaikanlage in schematischer Darstellung. Die einzelnen Bestandteile werden kurz erläutert und der Prozess der Stromproduktion aus Sonnenenergie wird nachvollzogen.

Wie funktioniert eine Windkraftanlage?

Technische_Skizze_-_Windkraft.jpg

Die Grafik zeigt eine Windkraftanlage in schematischer Darstellung.

Der Erneuerbare-Energien-Mix 2007

EE-Mix_2007.jpg
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien 1998-2007

Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien 1998-2007
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Anteile Erneuerbarer Energien am Energieverbrauch 1998-2007

Anteile Erneuerbarer Energien am Energieverbrauch 1998-2007
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Wie funktioniert oberflächennahe Geothermie?

Oberflächennahe Geothermie
Die Grafik zeigt, wie man mit einer Erdwärmeanlage heizen kann.
 
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 

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BMU-Broschüre: Die Klima-Prämie

Sie wollen auf erneuerbare Energien umrüsten? Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit hat 2008 die Informationsbroschüre „Die Klima-Prämie – Was bringt sie? Wer kann profitieren?“ herausgegeben.

Aus dem Inhalt:
 
Wofür bekommen Sie die Klima-Prämie?
 
  • die das Wasser im Haus wärmen
  • die zugleich Wasser wärmen und die Heizung unterstützen
  • die Kälte erzeugen
  • oder Prozesswärme bereitstellen.

Kombination von Brennwerttechnik und thermischer Solaranlage

Automatisch beschickte Biomassekessel

Regeln für hohen Ertrag

Rund 500 Photovoltaik-Anlagen hat das Fraunhofer-lnstitut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer Ise) in Freiburg und Umgebung untersucht und in einem ersten Schritt jeweils den spezifischen Ertrag des Jahres 2004, gemessen in Kilowattstunden pro installierter Solarstromleistung (kWh/kWp), ermittelt. Anlagen mit besonders guten und auch mit besonders schlechten spezifischen Erträgen wurden so ermittelt. Alle vom Fraunhofer ISE untersuchten Solarstromanlagen erreichten im Durchschnitt einen Ertrag von 839 kWh/kWp. Im Rahmen der Felduntersuchung wurden alle Anlagen, deren jährlicher Ertrag 700 kWh/kWp nicht erreichte, unter die Lupe genommen.

BaFA erneuerbare Energien Förderung: Zuschüsse für Solarthermie und Pelletkessel

Klima-Hotline der Bundesregierung gestartet.

Unter dem Motto "Klimaschutz zahlt sich aus" hat das Bundesumweltministerium (BMU) am 01.03.2008 in Kooperation mit der Deutschen Energie-Agentur (dena) und den Verbraucherzentralen eine Informationskampagne gestartet, um den Einsatz erneuerbarer Energien für die Wärmegewinnung zu erhöhen und damit den Ausstoß des klimaschädlichen Kohlendioxids (CO2) zu verringern.

Solarbatterien

Als Solarbatterien, manchmal auch Solarakkumulatoren oder kurz Solarakkus genannt, früher auch Sonnenbatterie, werden Akkumulatoren bezeichnet, die speziell für den Einsatz in Fotovoltaikanlagen entwickelt wurden.

Ursachen für geringe Erträge

Im Rahmen der vom Fraunhofer Institut durchgeführten Felduntersuchung wurden alle Anlagen, deren Ertrag unter 700 kWh/kWp lagen, vor Ort in Augenschein genommen. 

Die häufigsten Ursachen für geringe Erträge waren dabei in folgenden Bereichen zu finden:

Freiburger Studie bringt es an den Tag: Effizienz bei Fotovoltaikanlagen noch nicht ausgereizt

Große Unterschiede im Stromertrag 

Hauptfaktoren für hohe Stromausbeute: Wahl des Einzelstandortes, Ausrichtung des Solargenerators, Qualität und Abstimmung der Technikkomponenten

Anlagen in den letzten Jahren immer besser geworden

Studie wird wichtigen Beitrag für Qualitätssteigerung der gesamten Solarbranche leisten 

Solaranlage Thermische Solaranlagen

Thermische Solaranlage / Solarkraftwerke

Eine Solaranlage ist eine technische Anlage zur Umwandlung von Sonnenenergie in eine andere Energieform.
Eine (größere) Solaranlage zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie wird auch Solarkraftwerk genannt.

Solaranlagen lassen sich nach dem Arbeitsprinzip und der gewonnenen Energieform in drei grundsätzliche Typen unterscheiden:

Thermische Solaranlagen liefern Wärme oder Hitze (z.B. Solarkocher).
Thermische Solarkraftwerke liefern Hitze für einen Prozess aus dem elektrische Energie, evtl. auch Wärme oder sogar 'Kälte' gewonnen wird.
Photovoltaikanlagen liefern elektrische Energie.
Andere regenerative Energiegewinnungsanlagen (Wasser, Wind, Biomasse usw.) sind im Prinzip ebenfalls 'Solaranlagen',
werden jedoch nicht als solche bezeichnet, da die Sonne als treibende Kraft nur indirekt wirkt.

Solar im Garten - Immer mehr Gartenfreunde nutzen die Sonne

Jeder Vierte Deutsche verbringt seine Freizeit im Haus- oder Schrebergarten. Viele Garten- und Naturfreunde setzen mittlerweile auf den Einsatz von Solartechnik, denn nicht überall ist eine Steckdose vorhanden. Die Beleuchtung des Gartenhauses, der Kühlschrank, Radio und TV werden mittels Photovoltaik (PV) mit Strom versorgt. Auch für dekorative Zwecke, z.B. für die Gartenbeleuchtung oder Teichpumpen, wird mittlerweile gerne auf „Solar“ zurückgegriffen. 

Übersicht Fördermittel

Marktanreizprogramm des Bundesumweltministerium (BMU)

Ab dem Jahr 2008 wird die Förderung für erneuerbare Energien im Wärmemarkt mit neuen Schwerpunkten fortgesetzt.

Unternehmer ohne Gewerbe: Vorteile nutzen – Nachteile meiden

Wer mit seiner Solarstromanlage Einkünfte erzielt, darf sich Unternehmer nennen. Allein von diesem Titel kann man sich zwar nichts kaufen, wohl aber von der Umsatzsteuer, die das Finanzamt unter bestimmten Voraussetzungen erstattet. Die weit verbreitete Annahme, dass mit der Unternehmereigenschaft auch die lästige und womöglich auch teure Pflicht zur Gewerbeanmeldung einhergeht, trifft hingegen nicht zu.

Betreiber von Solarstromanlagen gelten als Unternehmer, wenn sie dem Finanzamt ihre Absicht plausibel machen, damit einen Ge­winn zu erzielen. Das klingt nach erheblichem Auf­wand, nach Buchführungspflicht, Einkommensteuer und Gewerbean­meldung – lauter Dinge, vor denen man sich lieber drücken möchte.

Betriebsausgaben mindern die Steuer

Wer neben seinen „Einkünften aus nicht selbstständiger Tätigkeit“ – also dem normalen Lohn oder Gehalt – in seiner Steuererklärung Nebeneinkünfte in nennenswerter Höhe angeben muss, ist gut beraten, einen Steuerberater zu konsultieren. Die Kosten dafür kann er schließlich wiederum von der Steuer absetzen. Obwohl es im Einzelfall für den Anlagenbetreiber ein wenig kompliziert werden kann, ist das Prinzip aber recht einfach.

Solarcarports sind Wetterschutz und Stromlieferant zugleich

Statt teure Parkgebühren zu zahlen, werden Besitzer von Solarcarports sogar für ihren Parkplatz entlohnt. Denn Solarcarports bieten nicht nur Schutz vor Wind und Wetter, sondern produzieren auch Strom.

Jeder Betreiber sollte seine Photovoltaikanlage versichern

Eine gute Versicherung ist für Betreiber von Solarstromanlagen ebenso wichtig wie hochwertige Module und zuverlässige Wechselrichter

Um sich für das richtige Konzept zu entscheiden, muss man wissen, welche Risiken überhaupt abzusichern sind und die Angebote der Versicherungen genau vergleichen. 

Besonderheiten von Solarversicherungen 

Eine eigene Haftpflichtversicherung für die Solarstromanlage ist unbedingt erforderlich, wenn nicht zweifelsfrei und schriftlich geklärt ist, dass die Privathaftpflicht die Ansprüche von Dritten gegen den Betreiber abdeckt. Die Jahresprämie liegt je nach Deckungssumme und Vertragslaufzeit zwischen ungefähr 40 und 90 Euro jährlich. Für Anlagen auf gemieteten Dächern gelten Pauschalangebote nur sehr eingeschränkt. 

Helvetia Photovoltaikversicherung

Die Helvetia Photovoltaik-Versicherung ist die richtige Absicherung für Ihre Photovoltaikanlage. Denn sie schützt Ihre Investition umfassend und innovativ vor Schäden und Ausfällen.

VHV Photovoltaikversicherung

VHV PHOTOVOLTAIK - ALLGEFAHRENVERSICHERUNG
Sicherheit durch Kompetenz

Obwohl Photovoltaikanlagen technisch zuverlässig sind, stellen Betriebsschäden eine nicht zu unterschätzende Gefahr dar. Die fachgerechte Installation kann sicherlich das Schadenrisiko mindern, aber keinesfalls ausschließen. Bei Ausfall der Anlage durch einen Sachschaden kommt es zum Ausfall der Stromerzeugung. Somit wird die kalkulierte Amortisation stark beeinträchtigt. Deshalb muss sich der Anwender für die gesamte Betriebszeit um einen geeigneten Versicherungsschutz kümmern. Einen umfangreichen Versicherungsschutz hierfür bietet die Elektronik- und Ertragsausfallversicherung, denn die Wohngebäudeversicherung bietet lediglich einen eingeschränkten Versicherungsschutz.

Pellets: Pelletsheizung Holzpellets Preisvergleich

Holzpellets sind ein zu stäbchenförmigen Pellets gepresstes Brennmaterial aus Holz. Sie werden in speziellen Pelletheizungen verfeuert.

Holzpellets unterliegen Normen, in Deutschland der DIN 51731, in Österreich der ÖNORM M 7135ff, oder können nach DIN plus zertifiziert werden.

Windenergie

Bei der Windenergie handelt es sich um die kinetische Energie der bewegten Luftmassen der Atmosphäre. Sie ist eine indirekte Form der Sonnenenergie und zählt deshalb zu den erneuerbaren Energien. Die Windenergie-Nutzung ist eine seit dem Altertum bekannte Möglichkeit, um Energie aus der Umwelt zu schöpfen.

Geothermie

Geothermie / Erdwärme

Die Geothermie oder Erdwärme ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Sie umfasst die in der Erde gespeicherte Energie, soweit sie entzogen und genutzt werden kann, und zählt zu den regenerativen Energien. Sie kann sowohl direkt genutzt werden, etwa zum Heizen und Kühlen im Wärmemarkt (Wärmepumpenheizung), als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung. Geothermie bezeichnet sowohl die ingenieurtechnische Beschäftigung mit der Erdwärme und ihrer Nutzung, als auch die wissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation des Erdkörpers.
 

Wechselrichter

Ein Wechselrichter (auch Inverter) ist ein elektrisches Gerät, das Gleichspannung in Wechselspannung bzw. Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet.

 

Reinigung

Die Verschmutzung der Module hat einen negativen Einfluss auf den Ertrag der Photovoltaik-Anlage. Werden die Module mit einer extrem glatten und damit schmutzabweisenden Schicht (meist hochfestes Glas) versiegelt, so ist die Reflexion ziemlich groß. Wird die Glasschicht mit einer antireflektierenden Kunststoffschicht beschichtet, so ist die schmutzabweisende Eigenschaft geringer.

Wartung

Für die Herstellung, den Transport, die Wartung etc. wird Energie benötigt - unter anderem in Form von elektrischem Strom und Wärme. Diese kann man berechnen - zum Beispiel anhand der Stromrechnung der involvierten Fabriken, des Kraftstoffverbrauchs der LKW etc. Wenn die Anlage fertig gebaut ist, produziert sie Strom. Der Erntefaktor gibt nun an, wieviel mehr (elektrische) Energie die Anlage im Laufe ihres Lebens produziert, als insgesamt Energie für Ihre Herstellung, Aufbau und Abbau am Lebensende benötigt wird.

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Windenergie

Bei der Windenergie handelt es sich um die kinetische Energie der bewegten Luftmassen der Atmosphäre. Sie ist eine indirekte Form der Sonnenenergie und zählt deshalb zu den erneuerbaren Energien. Die Windenergie-Nutzung ist eine seit dem Altertum bekannte Möglichkeit, um Energie aus der Umwelt zu schöpfen.

Entstehung der Windenergie

Die ungleichmäßige Einstrahlung der Sonnenenergie auf die Erdoberfläche bewirkt eine unterschiedliche Erwärmung der Atmosphäre, der Wasser- und der Landmassen. Dann ist eine Seite der Erde, die Nachtseite, der Sonne abgewandt, zudem ist die solare Einstrahlung in Äquatornähe größer als an den Polen. Schon durch die hierbei entstehenden Temperatur- und damit auch Druckunterschiede, geraten die Luftmassen zwischen der Zone um den Äquator und den Polen als auch zwischen der Tag- und der Nachtseite der Erde, in Bewegung. Die Rotation der Erde trägt ebenfalls zur Verwirbelung der Luftmassen bei, und die Schiefstellung der Rotationsachse der Erde zur Ebene, die die Erdbahn durch das Umkreisen der Sonne bildet, (ekliptikale Ebene) führt zu jahreszeitlichen Luftströmungen.

Es entwickeln sich Hoch- und Tiefdruckgebiete. Da die Erde sich dreht, sind die vom Hoch- in ein Tiefdruckgebiet fließenden Luftmassen dem Einfluss der aus der Rotation resultierenden Corioliskraft ausgesetzt; sie strömen deshalb nicht geradlinig zum Ziel. Vielmehr bilden sich auf der Nord- und Südhalbkugel Wirbel mit jeweils anderer Drehrichtung. Auf der Nordhalbkugel strömen die Luftmassen (aus dem Weltall gesehen) gegen den Uhrzeigersinn in ein Tiefdruckgebiet hinein und mit dem Uhrzeigersinn aus einem Hochdruckgebiet heraus. Auf der Südhalbkugel sind die Orientierungen umgekehrt.

Zu diesen globalen Störungen kommen lokale Einflüsse hinzu, die Winde entstehen lassen. Aufgrund der verschiedenen Wärmekapazitäten von Wasser und Land erwärmt sich das Land tagsüber schneller als das Wasser, und es weht tagsüber durch die entstehenden Druckunterschiede ein Wind vom Wasser auf das Land. Nachts kühlen die Landmassen schneller ab als das Wasser, und der Effekt kehrt sich um. Zusätzlich kann sich der Wind über dem Wasser ungebremst entwickeln, so dass es besonders in Küstengebieten zu regelmäßigen und starken Winden kommt. Auch durch Bergformationen und andere lokale Ausprägungen (z. B. Städte), kann es zu Windströmungen kommen, die häufig durch Verengungen an Hindernissen (Düsen- oder Kapeffekte) verstärkt werden.

Die Stärke des Windes hängt in den unteren Luftschichten ganz wesentlich von den dort vorhandenen Landschaftselementen ab. Wasser, Wiese, Wald oder Bebauung werden als verschiedene Rauigkeiten abgebildet, die die Reibung der Luft an der Erdoberfläche beschreibt. Dieser Effekt führt zu einer Verringerung der Windgeschwindigkeit, dies in Abhängigkeit von der Höhe über dem Boden.

 Winde und Windsysteme

Weltweit gibt es viele verschiedene Winde und Windsysteme, wie zum Beispiel den Passat, Monsun, Föhn, den Mistral, die Bora oder den Scirocco.

Bei einer Betrachtung der vertikalen Unterteilung der Atmosphäre ist alleine deren untere Schicht, die Troposphäre, für eine Nutzung der Windenergie von Interesse. Von besonderer Wichtigkeit ist die Höhe, in welcher der Übergang von der Prandtl-Schicht (bis 20–60 m) zur Ekman-Schicht verläuft. Diese zwei Schichten unterscheiden sich darin, wie sich die Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeit verändert. In der Ekmanschicht ist der Einfluss der Rauigkeit praktisch nicht mehr vorhanden, und so ist die Windgeschwindigkeit dort gleichmäßiger und weniger durch Turbulenzen geprägt.

 Auswirkungen des Windes auf die Umwelt

In besonderen Situationen wird die Windenergie so verstärkt, dass es zu Stürmen kommt, die in ihrer Extremform zu großen Zerstörungen an der Natur und den von Menschen geschaffenen Bauwerken führen. Oft sind auch direkt oder indirekt Menschen betroffen. Diese Naturkatastrophen treten in bestimmten Gebieten der Erde jahreszeitlich bedingt und, in Kombination mit anderen Wetterfaktoren, regelmäßig auf, kommen aber in Einzelfällen auch an anderen Orten vor.

 

Physik der Windenergie

 

Windenergie ist kinetische Energie der Luftteilchen, welche sich mit der Geschwindigkeit v bewegen. Eine Kreisfläche mit Radius r, die senkrecht zur Windrichtung steht, wird dabei in der Zeit t von folgender Masse durchströmt:

Somit ergibt sich die kinetische Energie des Windes zu:

 

Hierbei ist bemerkenswert, dass die Windleistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zunimmt. Somit ist diese einer der bestimmenden Faktoren bei der technischen Nutzung der Windenergie.

Die Leistung des Windes, welche etwa ein Windgenerator als elektrische Leistung nutzen kann, ist erheblich geringer, weil die Geschwindigkeit in einem Windrad nicht auf „0“ abgebremst werden kann. Diese Tatsache wird mit dem Betzschen Faktor berücksichtigt.

Dieser Betzsche Faktor ist kein Wirkungsgrad sondern ein sogenannter „Erntefaktor“, da die nicht geerntete Windenergie weitgehend erhalten bleibt. Einerseits in der oben genannten Restbewegungsenergie des durch das Windrad hindurchtretenden Windes, andererseits weil der Wind dem Windrad ausweicht und dieses ungebremst umströmt. Dieser Teil macht im genannten Erntemaximum ein Drittel der gesamten Windleistung aus, während der Energieverlust durch die Restenergie der durch das Windrad getretenen Luftmenge nur ca. 12 % ausmacht. Insgesamt beträgt der Erntegrad somit ca. 67 von 88 %, das sind ca. 59 %. In Windparks versucht man, die „Schattenwirkung“ eines Windrades zu mindern, indem man die Luft weniger abbremst. Am Erntegrad ändert dies relativ wenig im Vergleich zur Minderung des Windschattens. Bei einer Abbremsung des Windes auf 50 % beträgt die Restenergie noch 25 %, während sich die ausweichende Luftmenge auf 25 % reduziert. Der Erntegrad sinkt auf 56,25 % bei deutlich verringerter Belastung des Windrades. Bei einer Abbremsung auf 2/3 sind es immerhin noch 46,3 %.

Die im Wind enthaltene Strömungsenergie kann theoretisch zu maximal 59,3 % entnommen werden. Der Wert, der die dem Wind entnommene Leistung ins Verhältnis mit der im Wind enthaltenen Leistung setzt, wird Betzscher Leistungsbeiwert (cp,Betz) genannt und wurde von Albert Betz im Jahre 1926 ermittelt (siehe Betzsches Gesetz). Anschaulich und prinzipiell ist dieser Sachverhalt auch zu erklären: Wenn der Windströmung Leistung entnommen wird, verlangsamt sich der Wind. Da jedoch der Massenstrom gleich bleiben muss, weitet sich bei einer frei angeströmten Windkraftanlage der Wind auf, da eben trotz der geringeren Geschwindigkeit hinter der Anlage die gleiche Menge Luft abtransportiert werden muss. Aus eben diesem Grund ist die komplette Umwandlung der Windenergie in Rotationsenergie mit einer Windkraftanlage nicht möglich: Dafür müssten die Luftmassen hinter der Windkraftanlage ruhen, könnten.

Nutzung der Windenergie

Anwendungen

Windmühle

Die Windenergie wird seit Jahrhunderten vom Menschen für seine Zwecke genutzt. Es kam zum einen zur Nutzung des Windes zur Fortbewegung mit Segelschiffen oder Ballons, zum anderen wurde die Windenergie zur Verrichtung mechanischer Arbeit mit Hilfe von Windmühlen und Wasserpumpen genutzt.

Nach der Entdeckung der Elektrizität und der Erfindung des Generators lag auch der Gedanke der Nutzung der Windenergie zur Stromerzeugung nahe. Anfänglich wurden die Konzepte der Windmühlen nur abgewandelt und statt der Umsetzung der kinetischen Energie des Windes in mechanische Energie wurde über einen Generator elektrische Energie erzeugt. Mit der Weiterentwicklung der Strömungsmechanik wurden auch die Aufbauten und Flügelformen spezialisierter, und man spricht heute von Windkraftanlagen (WKA). Seit den Ölkrisen in den 1970er Jahren wird weltweit verstärkt nach Alternativen zur Energieerzeugung geforscht und damit wurde auch die Entwicklung moderner Windkraftanlagen vorangetrieben. Der Ausdruck Windmühle ist für stromerzeugende Anlagen nicht korrekt, da sie kein Mahlwerk besitzen.

Weitere Anwendungen:

Antrieb von Segelschiffen durch den Wind gehört, neben Zugtieren, zu den ältesten Antriebssystemen von Verkehrsmitteln für Menschen. Im Jahre 2007 soll das erste Containerschiff mit einem Lenkdrachen der Firma Skysails ausgerüstet werden. Das Windsurfen, Kitesailing und Strandsegeln beruhen auf dem gleichen Prinzip.
Ballons
Drachen, inklusive verschiedener Sportarten wie Kitesailing, Kite-Surfen, Kitebuggyfahren etc.
Segelflugzeuge nutzen die Thermik, die nur indirekt mit den Windströmungen zusammenhängt.

 Stromerzeugung

Windenergieanlagen können in allen Klimazonen, auf See und in allen Landformen (Küste, Binnenland, Gebirge) zur Gewinnung elektrischen Stroms eingesetzt werden. Aufgrund der Unstetigkeit des Windes kann die mit Windenergieanlagen gewonnene elektrische Energie nur im Verbund mit anderen Energiequellen oder in sehr kleinen Stromnetzen mit Speichern für eine kontinuierliche Energiebereitstellung genutzt werden. (Siehe auch Regelenergie) Durch Prognose der Einspeisung und Austausch in und zwischen den deutschen Übertragungsnetzen (Regelzonen) wird die schwankende Stromerzeugung im Zusammenspiel mit anderen Kraftwerken, wie die normalen Verbrauchsschwankungen, ausgeglichen. Die Verknüpfung der Regelzonen und die Gesamtreserve dauerverfügbarer Energiequellen definieren daher zukünftig den Gesamtanteil der Windenergie an der Stromerzeugung. Für Deutschland geht man laut einer Studie der DENA derzeit von 20 bis 25 % maximalem Anteil beim moderatem Ausbau der Netzinfrastruktur aus. Weitere Möglichkeiten, zukünftig die Windstrompenetration über einen solchen Wert hinaus zu erhöhen, wären: - weitere Verstärkung und Vermaschung des Hochspannungsübertragungsnetzes mit benachbarten Regelzonen - Demand Side Management (zeitweiliges Abschalten oder verzögerter Betrieb nicht zwingend notwendiger Verbraucher) - Energiespeicherung, zum Beispiel durch Pumpspeicherkraftwerke und Druckluftspeicherkraftwerk; siehe Energiespeicher.

In zahlreichen, zumeist dieselgestützen Inselnetzen mit Windstromeinspeisung (Australien, Antarktis, Falklands, Bonaire), werden neben dem Demand Side Management zudem Batterien und teilweise auch Schwungradspeicher zur kurz- und mittelfristigen Netzstabilisierung und -optimierung eingesetzt, wobei relativ schlechte Wirkungsgrade aus wirtschlaftlichen Gründen (Reduktion des sehr teuren Dieselstromanteils) akzeptiert werden können. Speicherung von Windstrom durch Wasserstoffelektrolyse- und Verbrennung und Schwungradspeicher wird derzeit in einem Modellprojekt auf der norwegischen Insel Utsira) erprobt.

Andererseits weht der Wind aufgrund der Sonneneinstrahlung tagsüber meist stärker als nachts und passt sich somit auf natürliche Weise dem am Tag höheren Energiebedarf an. In ähnlicher Weise ist oft die Erzeugung im Winter größer als im Sommer, was ebenfalls günstig ist.

Die Höhe der vorzuhaltenden Reserveleistung (Regelenergie) hängt auch erheblich von der Vorhersagegenauigkeit des Windes, der Regelungsfähigkeit des Netzes sowie dem zeitlichen Verlauf des Stromverbrauchs ab. Eine deutliche Verminderung des Bedarfs an Regelenergie entsteht durch Kombination von Windenergieanlagen an verschiedenen Standorten, da sich die Schwankungen der dortigen Windgeschwindigkeiten teilweise gegenseitig ausmitteln. (Weitere Informationen im Artikel Windenergieanlage.)

Ältere drehzahlstarre Windenergieanlagen mit Asynchrongeneratoren haben z. T. Eigenschaften, die bei einem starken Ausbau Probleme im Netzbetrieb bereiten können; dies betrifft vor allem den sog. Blindstrom. Dem kann durch Blindstromkompensation abgeholfen werden; moderne drehzahlvariable Anlagen mit elektronischem Stromumrichter können den Blindstromanteil ohnehin nach den Anforderungen des Netzes beliebig einstellen und auch Spannungsschwankungen entgegenwirken, so dass sie sogar zur Netzstabilisierung beitragen können.

Umweltschützer argumentieren, Windenergie sei, wenn alle externen Kosten der Energieerzeugung (auch die Umweltschäden durch z. B. Schadstoffausstoß) einbezogen werden, neben der Wasserkraft eine der billigsten Energiequellen. Da die Messung externer Kosten und Nutzen jedoch nicht eindeutig möglich ist, kommen andere Studien zu anderen Ergebnissen. Moderne Windenergieanlagen besitzen eine kurze energetische Amortisationszeit von nur wenigen Monaten.

Die Wirtschaftlichkeit einer Windenergienutzung durch Windenergieanlagen hängt von den Parametern mittlere Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe, Stromverkaufspreis, Anlagen- und Infrastrukturkosten ab. In den meisten Ländern sind heute auch Standorte im Binnenland nutzbar.

 

International
 
International gehört Deutschland vor Spanien, den USA und Indien zu den größten Nutzern von Windenergie zur Erzeugung von elektrischem Strom. Österreich lag Ende 2006 auf Platz 14. Dänemark verzeichnet mit etwa 20 % weltweit den größten Anteil der Windenergie an der Stromerzeugung. In einigen Regionen Deutschlands und Dänemarks liegt der Anteil allerdings noch wesentlich höher. Nach Informationen der IHK Emden betrug die Stromerzeugung aus Windenergie im Kammerbezirk Ostfriesland-Papenburg im Jahre 2005 im Durchschnitt 71 % des Verbrauchs.
 
In Deutschland, Dänemark und Spanien gab es über Jahre eine durch den politischen Willen getragene gleichmäßige Entwicklung der Windenergie. Dies hat zur Entwicklung eines neuen Industriezweiges in diesen drei Ländern geführt. Deutsche Technologien (neben dänischen und spanischen Entwicklungen) wurden daher in den letzten Jahren auch verstärkt in anderen Märkten eingesetzt. Dadurch ist der Exportanteil deutscher Hersteller im Steigen begriffen.
 
2007 wurden 20073 MW neu installiert, davon 5244 MW in den Vereinigten Staaten, 3522 MW in Spanien, 3449 MW in China, 1730 MW in Indien und 1667 MW in Deutschland.[4] Insgesamt sind damit weltweit 94.112 MW installiert. Dabei ist zu berücksichtigen, dass durch das unterschiedliche und jährlich schwankende Windpotential die Windstromerzeugung in den verschiedenen Ländern andere Relationen haben kann, als die insgesamt installierte Leistung der Windenergieanlagen.
 
Die bereits eingetretenen Steigerungen der internationalen Windkrafterzeugung sind weitaus höher als z. B. noch 1998 im World Energy Outlook der IEA (Internationale Energieagentur) prognostiziert.

Installierte Windenergiekapazität (2007)

 


Lfd. Nr.
Land
Leistung in MW
01
22.247
02
16.818
03
15.145
04
8.000
05
6.050
06
3.125
07
2.726
08
2.454
09
2.389
10
2.150
11
1.846
12
1.746
13
1.538
14
982
15
871
16
824
17
805
18
788
19
333
20
322

 

Rest
2.953

 

Weltweit
94.112

 

World Wind Energy

Weltweit installierte Nennleistung 1997–2010, Quelle: WWEA e.V.

 Deutschland

Installierte Nennleistung:

Installierte Leistung in Deutschland nach Bundesländern


Bundesländer alphabetisch  
Anzahl WEA1  
Leistung in MW1  
Anteil am
Nettostrom-
verbrauch in %
2  
338
387
0,47
297
343
0,64
0
0
0
2364
3240
29,14
50
58
2,12
59
35
0,40
542
462
1,90
1210
1289
34,67
4772
5465
19,72
2491
2464
3,23
915
1076
6,10
60
68
1,29
750
820
7,12
1930
2695
38,97
2626
2430
36,22
527
649
10,51
Deutschland gesamt
18.931
21.482
7,27

Durchschnittliche Leistung / Windrad: 1,13 MW

1) 3. Dezember 2007

2) 2005
 

Anteil der Windenergie an der Stromproduktion:

2006 wurden in Deutschland real 30.500 GWh Strom aus Windenergie produziert, was etwa 5,0 % des Nettostromverbrauchs im Jahr 2006 entsprach. Damit ist Windenergie vor der Wasserkraft (2006: 21.636 GWh bei 4.700 MW installierter Leistung) die wichtigste erneuerbare Energiequelle in der Stromerzeugung.

Da das jährliche Windaufkommen schwankt, wird von der Windindustrie auch ein sogenannter indexbereinigter Energieertrag angegeben. Mit diesem wurde vom Deutschen Windenergie-Institut DEWI für Ende 2005 ein auf ein durchschnittliches Windjahr bezogener Windenergieanteil von 6,7 % berechnet. Dabei werden jedoch keine Angaben zur Genauigkeit der Abschätzung gemacht, daher lassen sich diese Zahlen nicht ohne weiteres mit den gemessenen eingespeisten Energiemengen vergleichen.

Das Bundesland Schleswig-Holstein plant ab 2020 den gesamten Stromverbrauch seiner Einwohner durch Windenergie zu decken.

Anteil der Windenergie am Primärenergieverbrauch:

Zur Erfüllung des Kyoto-Protokolls ist der Anteil der regenerativen Energie am Gesamtenergieverbrauch eine wichtige Größe. Hier beträgt der Anteil der Windenergie am Primärenergieverbrauch in Deutschland 0,6 %. Die aus Wind gewonnene Energie (2004) von 25.000 GWh entspricht 2,6 Millionen SKE bei einem Primärenergieverbrauch von ungefähr 492,6 Millionen SKE).

Dieser geringe Anteil der Windenergie am Primärenergieverbrauch ergibt sich aus dem Wirkungsgradprinzip bei der Schätzung des Primärenergieverbrauchs. Hierbei wird einem Energieträger, dem kein Heizwert zugeordnet werden kann (u. a. Windenergie, Solarenergie), lediglich der Heizwert der erzeugten elektrischen Energie zugeordnet. Dieses Schätzverfahren hat zur Folge, dass z. B. einer durch Kernenergie produzierten KWh Strom eine 3,2-fach höhere Primärenergie zugeordnet wird als einer durch Windkraft erzeugten KWh Strom.

Schätzt man den Anteil der Windenergie am Primärenergieverbrauch auf der Basis ihrer Bedeutung bei der Stromerzeugung relativ zum Verbrauch fossiler Energieträger, so ergibt sich ein weitaus höherer Anteil der Windenergie am Primärenergieverbrauch in Deutschland von 1,7 %. Dies entspricht einer durch Windenergie eingesparten fossilen Primärenergie von etwa 8,44 Mio. tSKE im Jahre 2004.

 

Österreich

In Österreich sind Ende 2006 607 Windenergieanlagen mit einer Leistung von 964,52 MW am Netz. Dies entspricht in etwa dem Verbrauch von 550.000 Durchschnittshaushalten (17,5 % aller österreichischen Haushalte). Das Regelarbeitsvermögen beträgt 1,93 Mrd. kWh.

Die Schwerpunkte der österreichischen Windenergienutzung liegen in Niederösterreich und im Burgenland. In der Steiermark wurde 2002 in Oberzeiring der weltweit höchste Windpark auf 1900 m Seehöhe errichtet. Er umfasst derzeit 13 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 23 MW.

Installierte Leistung in Österreich nach Bundesländern


Bundesland  
Anzahl WEA  
Leistung in MW  
206
369,2
1
0,5
333
511,7
23
26,4
0
0
32
48,3
0
0
0
0
12
8,4
Österreich gesamt
607
964,52

 

Frankreich

Installierte Leistung in Frankreich nach Department


Région  
Leistung in MW  
39,00
125,54
12,80
55,97
81,20
18,00
12,00
0,06
162,34
9,00
65,00
62,53
25,30

Pays de la Loire

23,77
71,25
9,00

Provence-Alpes-Côte d’Azur

21,25
67,85

DOM - TOM

56,84
Frankreich gesamt
918,615

Politische und wirtschaftliche Aspekte heutiger Nutzung

Vor allem in Deutschland, bedingt durch Art und Umfang der Förderung, ist die Energieerzeugung aus Windenergie ein stark umstrittenes und häufig auch ideologisch diskutiertes Thema.

Zukunftssicherheit

Umweltschützer betonen, dass diese Energieform besonders zukunftssicher sei, da Wind, im Gegensatz zu Kohle oder Erdöl, eine erneuerbare Ressource ist und somit dauerhaft zur Verfügung steht. Zudem sei die Nutzung der Windenergie besonders luft- und klimaschonend, da während des Anlagenbetriebs im Gegensatz zu fossilen Energieträgern keine Gift- und Schadstoffe, wie Schwefeldioxid oder Stickoxide, und keine direkten Kohlendioxidemissionen, die zur Klimaerwärmung beitragen, entstehen. Ein weiteres Argument der Befürworter ist die weltweite Verfügbarkeit von Wind. Von einer Förderung der Windenergie versprechen sie sich mehr Gerechtigkeit, da auf diese Weise auch Staaten ohne Rohstoffvorkommen Autarkie in der Energieversorgung erreichen könnten. Zudem bestehen bei der Windenergie keine Risiken von großen oder extrem großen Umweltschädigungen wie bei der Kernenergie.

Förderung der Windenergienutzung

Bei modernen Windenergieanlagen handelt es sich um eine sehr junge Technologie. Die Verbesserungspotentiale werden erst durch die industrielle Forschung und Fertigung erschlossen. Die dadurch momentan noch entstehenden Zusatzkosten schlagen sich in den Anlagenpreisen nieder. Bezogen auf die erzielbaren Einnahmen durch Verkauf des erzeugten Stroms, benötigt eine Windenergieanlage deshalb relativ hohe Investitionen. Zwar sind die reinen Investitionskosten pro Kilowatt installierter Leistung bei Windenergieanlagen mit denen bei Kohlekraftwerken vergleichbar und liegen bei etwa 800 €, allerdings erzeugen Windkraftanlagen pro Jahr daraus wesentlich weniger Strom, so dass selbst unter der Beachtung der für das Kohlekraftwerk nötigen Betriebskosten, dieses den Strom preisgünstiger anbieten kann. Um trotzdem die erwünschten Investitionen in Windenergie zu erleichtern, wird diese in vielen Ländern unabhängig von politischer Ausrichtung gefördert, beispielsweise durch Steuergutschriften (PTC in den USA), Quoten- oder Ausschreibungsmodelle (z. B. Großbritannien, Italien) oder Mindestpreissysteme (z. B. Deutschland, Spanien, Österreich, Frankreich, Portugal, Griechenland). Das Mindestpreissystem verbreitet sich immer mehr, insbesondere weil es mehr installierte Leistung erzielt.

Ganz entscheidend für den Boom der Windenergie in der Bundesrepublik Deutschland war das Stromeinspeisungsgesetz von 1991, das die Stromnetzbetreiber und damit auch die Endverbraucher zur Abnahme des erzeugten Stroms verpflichtete. Diese Förderung des Technologieeinstiegs in erneuerbare Energien wurde von der seit 1998 bestehenden rot-grünen Bundesregierung im Jahr 2000 im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) mit Einschränkungen fortgeschrieben. Das Gesetz sichert den Betreibern von Windenergieanlagen feste Vergütungen des eingespeisten Stroms (durchschnittlich knapp unter 9 Cent/kWh) zu, die derzeit also über dem durchschnittlichen Strombörsenwert des Stroms an der Strombörse (bis zu 7 Cent/kWh) liegen. Die Vergütung für den Windstrom sinkt um 2 %/Jahr (Degression) für später aufgestellte WEA: Bsp. Wenn 2006 eine WEA aufgestellt wird, erhält der Betreiber aktuell 20 Jahre lang eine gesetzlich gesicherte Vergütung von 8,35 ct/kWh. Wird dasselbe Windrad erst im nächsten Jahr errichtet, erhält er 20 Jahre lang lediglich 8,18 ct/kWh usw.

Im Jahr 2005 wurden 26,5 Mrd. kWh (2004: 25,5 Mrd. kWh, ) Windstrom in das deutsche Stromnetz eingespeist. Bei konservativer Gegenrechnung mit Grundlaststrom 2005 zu 4,6 Cent/kWh (Quelle: EEX Leipzig), also einer Kostendifferenz von 4,4 Cent zu 9 Cent pro kWh entstanden 2005 Mehrkosten (bei Nichtberücksichtigung externer Kosten) von 1,166 Mrd. Euro bei einem Anteil von 4,3 % am Bruttostromverbrauch. Im Vergleich zu 2004 sanken damit die Mehrkosten um rund 500 Mio. Euro, da die Durchschnittsvergütung des Windstroms sank und gleichzeitig der Preis für konventionellen Strom stark anzog.

Die Festpreisvergütung im Rahmen des EEG hat zu einem starken Ausbau der Windenergienutzung in der Bundesrepublik Deutschland geführt. Ende 2003 war rund die Hälfte der gesamten europäischen Windenergieleistung (28.700 MW) in Deutschland installiert, zehn Monate später bereits zwei Drittel. Anfang April 2004 verabschiedete der Deutsche Bundestag eine Novellierung des EEG. Diese sieht für 2004 eine um 0,1 Cent/kWh reduzierte Vergütung des Windstroms sowie eine Erhöhung der Degression der Einspeisevergütung von 1,5 % auf 2 % ohne Inflationsausgleich in den kommenden Jahren vor (1. Hälfte 2004: 8,8 ct/kWh; 2. Hälfte 2004 (n.d.Novellierung): 8,7 ct/kWh; 2005: 8,53 ct/kWh; 2006: 8,35 ct/kWh; usw.). Real sinkt damit die Neuvergütung zukünftig errichteter Windenergieanlagen um jährlich 3,5 bis 4 % (bei 1,5 bis 2 % Inflation). Auf diese Weise soll der durchschnittliche Windstrompreis bis etwa 2015 den durch Kraftwerksneubauten und Brennstoffkosten steigenden Marktpreis für Strom erreichen und dann unterschreiten.

Der allgemeine Subventionsvorwurf gegen die Windenergie bezieht sich in der Regel auf die EEG-Förderung. Dass es sich bei Transfers aus dem EEG um keine Beihilfen im Sinne des EG-Vertrages handelt, wurde vom Europäischen Gerichtshof (EuGH) mit Entscheidung v. 13. März 2001 - C-379/98 bestätigt. Auch der Subventionsbegriff laut § 12 des Stabilitäts- und Wachstumsgesetzes wird vom EEG nicht erfüllt. Jedoch sind die ökonomischen Wirkungen des EEG und von Subventionen vergleichbar.

Subventionen, die den Betreibern von Windenergieanlagen aktuell gewährt werden, sind:

Auf Antrag Befreiung von der Stromsteuer für Bezugsstrom (insgesamt bundesweit weniger als 100.000 € im Jahre 2004)
Kreditverbilligungen der KfW-Bankengruppe. Günstige Kredite für Investitionen werden z. B. auch mittelständischen Betrieben oder Privathaushalten für Gebäudesanierungen gewährt. Auch Betreiber von Windenergieanlagen können Mittel beantragen. Dies ist jedoch zeitaufwändig und die Rückzahlung unflexibel in der Tilgung, weshalb oft darauf verzichtet wird. Der Zinsvorteil dieser Kredite ist mit den Zinsen am freien Kapitalmarkt gegenzurechnen und als Subvention zu bewerten. Bei einem Zinsvorteil von 0,5 bis 1 % ergibt sich für 2003 eine Subvention der Windenergie von schätzungsweise 18,5 bis 37 Millionen Euro.
Investitionskostenzuschüsse von Bund und Ländern für die Errichtung von Windenergieanlagen werden seit Ende der Neunzigerjahre nicht mehr gewährt. Steuerlich gibt es keine Sonderregelungen für den Betrieb von Windenergieanlagen, die von anderen beweglichen Wirtschaftsgütern abweichen.

Bereitstellungssicherheit

Windenergie ist nur Teil eines Energiemixes und bildet nur eine Säule der erneuerbaren Energien. Als ihr Hauptnachteil gilt die unregelmäßige, mit dem Wind schwankende Leistungsabgabe einer Anlage. Bei sehr starkem Wind kann in einigen wenigen Stunden eine Auslastung der Windanlagen in einem Windpark von bis zu 100 % der Nennleistung erreicht werden, die in ebensolcher Zeit wieder abfällt. Diese Schwankungen nivellieren sich jedoch zunehmend, sobald die Summe der eingespeisten Energie über größere Gebiete gebildet wird, und die ausgleichende Wirkung anderer erneuerbaren Energien mit ihrem gegenläufigen Angebotsverhalten einbezogen wird. Dennoch kann auch in einer ganzen Regelzone über einige Tage hinweg die produzierte Windenergie sehr hoch werden und auch bei fast Null liegen. Mit der Novellierung des Gesetzes für den Vorrang erneuerbarer Energien (EEG) zum 1. Juli 2004 sind jedoch die Regelzonenbetreiber zum sofortigen horizontalen Ausgleich der Windenergieeinspeisung verpflichtet. Wird daher die Summenleistung von rund 18.000 Windenergieanlagen im deutschen Stromnetz betrachtet, so ergibt sich eine sehr langsame Summenganglinie. Die große Mittlung aus vielen Anlagen, räumlicher Verteilung und unterschiedlichem Anlagenverhalten führt bereits in einzelnen Regelzonen dazu (Ausnahme sind extreme Wetterlagen), dass die Schwankung der Windstromeinspeisung mit Mittellastkraftwerken ausgeglichen werden kann. Teure Regelenergie (Primär- und Sekundärregelung) wird in der Regel nicht benötigt. Dies belegen zum Beispiel Untersuchungen für das im Auftrag mehrerer Stadtwerke erstellte „Regelmarkt-Gutachten“ (31. Oktober 2003, BET Aachen). Für einen marktrelevanten Zusammenhang zwischen Windstromeinspeisung und Regelenergiemenge und -preis gibt es keine Belege.

Die durchschnittliche Kurve der Einspeiseleistung von Windenergieanlagen zeigt in Westeuropa im Durchschnitt tagsüber höhere Werte als nachts und im Winter höhere als im Sommer, sie folgt somit über den Tagesverlauf wie auch jahreszeitlich dem jeweils benötigten Strombedarf. Die tatsächliche Schwankung der eingespeisten Energie muss durch ein sinnvolles Kraftwerksmanagement ausgeglichen werden. Meteorologische Prognosesysteme ermöglichen es zunehmend, die von Windparks in das Stromnetz eingespeiste Leistung im Bereich von Stunden bis zu Tagen im Voraus abzuschätzen. Bei einem Vorhersagezeitraum von 48 h bis 72 h beträgt die Genauigkeit 90 %, bei einer 6 h Vorhersage bereits mehr als 95 % und so werden zur Aufrechterhaltung eines störungsfreien Stromangebotes keine zusätzlichen teuren Regelenergie-liefernden Kraftwerke benötigt. Bei einem starken Ausbau der Windenergiegewinnung, wie es in der dena-Netzstudie untersucht wurde, wird der Bedarf an Regel- und Reservekapazität (Mittellastkraftwerke) zwar steigen, kann aber laut Studie ohne Neubau von Kraftwerken, nur über den bestehenden Kraftwerkspark, gedeckt werden. Allerdings führt ein Zubau von Windenergieanlagen auch nicht automatisch zu einem Abbau der dann schlechter ausgelasteten, nach Bedarf steuerbaren, Kraftwerkskapazitäten.