Leistung verschiedener Windkraftanlagentypen im Vergleich.
Wie viel Strom erzeugt eine Windenergieanlage (WEA) – umgangssprachlich Windrad genannt – pro Stunde? Warum ist die Windkraftanlagen-Leistung auf hoher See oft deutlich größer als an Land? Dieser Überblick zeigt, welche Faktoren die Leistung von Windkraftanlagen bestimmen.
Grundlagen der Leistung von Windkraftanlagen
Die Windkraftanlagen-Leistung ist ein zentrales Maß für die Stromerzeugung aus Windenergie – und damit ein Schlüssel zur Dekarbonisierung. Gemeint ist die elektrische Leistung unter optimalen Bedingungen, gemessen in Kilowatt (kW) oder Megawatt (MW).
Die Nennleistung, oft auch als Leistung eines Windrades bezeichnet, gibt an, wie viel Strom das Windkraftwerk bei einer definierten Windgeschwindigkeit liefern kann. Diese Angabe ist vor allem für die Dimensionierung von Windparks entscheidend. Sie sagt allerdings wenig über die tatsächliche Stromproduktion aus. Die effektive Leistung von Windrädern hängt nämlich von mehreren Faktoren ab:
- Windgeschwindigkeit: Verdoppelt sie sich, steigt die Leistung des Windrads auf das Achtfache. Deshalb sind Standorte mit konstant starkem Wind besonders ertragreich – ein typisches Beispiel ist eine Offshore-Windkraftanlagen-Leistung, die deutlich über der von Binnenlandanlagen liegt.
- Rotordurchmesser: Je länger, desto größer die im Wind stehende Fläche und desto mehr Energie kann das Windrad aufnehmen. Das beeinflusst direkt die Nennleistung der Windkraftanlage.
- Nabenhöhe und Standort: Höhere Türme erreichen stabilere Windverhältnisse. Auch Geländeform, Hindernisse und regionale Wetterverhältnisse spielen eine Rolle.
Welche Parameter sind bei der Windkraftanlagen-Leistung noch zu berücksichtigen?
Die typische Stromerzeugung einer Windkraftanlage liegt pro Jahr bei modernen Onshore-Anlagen zwischen vier und sieben Millionen Kilowattstunden. Offshore können es sogar über 60 Millionen sein.
Auch die sogenannten Volllaststunden unterscheiden sich. Dabei geht es um die Zahl der Stunden, in denen die Anlage rechnerisch mit voller Nennleistung betrieben wird. Onshore-Anlagen kommen im Schnitt auf 2.000 Volllaststunden, Offshore-Anlagen erreichen bis zu 4.000.
Die tatsächliche Leistung eines Windkraftwerks schwankt im Tages- und Jahresverlauf – weshalb es elementar ist, erneuerbare Energien speichern zu können oder sie intelligent in bestehende Systeme einzubinden. Hier gewinnen moderne Energiemanagementsysteme im Privathaushalt an Bedeutung, um Strom effizient zu nutzen oder zwischenzuspeichern.
Vergleich der Leistungen verschiedener Windkraftanlagentypen
Die Leistung moderner Windkraftanlagen variiert stark je nach Bauart, Einsatzort und technologischer Auslegung. Während die typischen Leistungen von Windrädern an Land mittlerweile bei drei bis sechs Megawatt liegen, erreichen Offshore-Anlagen fast das Dreifache. Neben der Nennleistung zählt, wie effizient die Anlage über das Jahr hinweg arbeitet.
Onshore-Windkraftanlagen
Die Leistung einer Windkraftanlage Onshore hat in den letzten Jahren deutlich zugelegt. Moderne Anlagen erreichen heute bis zu sechs Megawatt, was vor einigen Jahren noch dem Niveau großer Offshore-Turbinen entsprach.
Die Enercon E-160 EP5 erreicht zum Beispiel eine Nennleistung von 5,56 Megawatt – mit einem Rotordurchmesser von 160 Metern und 166 Metern Nabenhöhe. Diese Art von Windkraftanlage liefert bis zu 5.560 Kilowattstunden pro Stunde, was über 31 Millionen Kilowattstunden pro Jahr entsprechen kann.
Offshore-Windkraftanlagen
Die derzeit stärkste kommerziell verfügbare Anlage ist die Siemens Gamesa SG 14-236 DD mit einer Nennleistung von 14 Megawatt. Diese Offshore-Windkraftanlagen-Leistung zeigt, wie groß die technischen Unterschiede zwischen See- und Binnenlandprojekten inzwischen sind. Mit Rotordurchmessern über 230 Meter und Nabenhöhen jenseits der 150 Meter erschließen Offshore-Anlagen die stärksten Winde auf See.
Ein zusätzlicher Vorteil: Offshore-Windparks können durch ihre gleichmäßigere Stromproduktion dabei helfen, Flatterstrom im Netz zu reduzieren und damit die Netzstabilität zu verbessern.
Horizontale vs. vertikale Windkraftanlagen
Die meisten Windkraftanlagen arbeiten mit einer horizontalen Achse. Diese Bauweise – drei Rotorblätter, Generator in der Gondel – ist optimal für eine hohe Energieausbeute.
Vertikale Windkraftanlagen, etwa das Modell Vertical Sky A40, sind hingegen deutlich kleiner und erreichen Leistungen von 1.000 Kilowatt, bieten aber Vorteile bei Platzbedarf, Wartung und Geräuschentwicklung – wichtige Kriterien für beispielsweise innerstädtische Anwendungen.
Vergleichstabelle der Windkraftanlagentypen
Windkraftanlagen unterscheiden sich nicht nur durch ihren Standort oder ihre Bauform, sondern auch durch entscheidende technische Parameter wie Rotordurchmesser und Nabenhöhe. Diese Werte beeinflussen direkt die Leistung von Windrädern und damit ihre tatsächliche Stromausbeute. Die folgende Tabelle zeigt exemplarisch, wie unterschiedlich die technischen Leistungsdaten ausfallen können:
| Windkraftanlage | Anlagentyp | Nennleistung | Rotordurchmesser | Nabenhöhe |
|---|---|---|---|---|
| Enercon E-160 EP5 | Onshore, horizontal | 5,56 MW | 160 m | 166 m |
| Siemens Gamesa SG 14-236 DD | Offshore, horizontal | 14 MW | 236 m | 150 m |
| GE Haliade-X 12 MW | Offshore, horizontal | 12 MW | 220 m | 138 m |
| Vestas V162-6.2 MW | Onshore, horizontal | 6,2 MW | 162 m | 125 m |
| Vertical Sky A40 | Vertikal, kompakt | 1 MW | 32 m | 30 m |
| Ryse Energy E-5 Pro | Vertikal, Kleinanlage | 5 kW | 5 m | 6 m |
Leistung von Kleinwindkraftanlagen für den Heimgebrauch
Auch im kleinen Maßstab lässt sich Windenergie sinnvoll nutzen – zum Beispiel mit einer Windkraftanlage fürs Eigenheim mit um die fünf kW. Diese Systeme sind für Haushalte, Höfe oder abgelegene Standorte gedacht. Typische Kleinwindkraftanlagen liegen im Bereich von zwei bis zehn Kilowatt Nennleistung. Eine Anlage mit fünf Kilowatt erzeugt bei guten Windverhältnissen bis zu 10.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr – genug, um einen Haushalt inklusive Wärmepumpe und E-Auto weitgehend zu versorgen.
Dabei kommt es auf den Standort an: Freie Flächen ohne Hindernisse und gute Windverhältnisse sind ideal. Vertikale Systeme bieten Vorteile wie weniger Platzbedarf und leiser Betrieb.
Finanziell werden für eine Kleinwindkraftanlage mit rund fünf kW je nach Hersteller, Qualität und Installation bis zu 30.000 Euro fällig. Doch entscheidend ist nicht der Preis pro Kilowatt Leistung, sondern der Strompreis über die Lebensdauer – die Kosten pro Kilowattstunde. Dieser Wert hilft, Investitionen sinnvoll zu bewerten – zum Beispiel im Vergleich zur Amortisation einer PV-Anlage.
FAQs zur Leistung verschiedener Windkraftanlagen
Wie viel kW erzeugt ein Windrad pro Stunde?
Die Leistung eines Windrades pro Stunde hängt von seiner Nennleistung und dem Windangebot ab. Eine typische 3-MW-Anlage erzeugt bei optimalen Bedingungen rund 3.000 Kilowattstunden pro Stunde. Wichtig: Die tatsächliche Windkraftanlagen-Leistung schwankt je nach Standort und Wetter.
Wie viel Megawatt produziert ein Windrad pro Jahr?
Die jährliche Stromproduktion variiert stark. Eine moderne Onshore-Windkraftanlage mit drei MW Nennleistung erreicht zwischen 7.000 und 10.000 Megawattstunden pro Jahr. Offshore-Anlagen mit 14 MW Nennleistung können bis zu 74.000 Megawattstunden liefern.
Was kostet eine Windkraftanlage mit 10 MW Leistung?
Die Kosten für eine 10-MW-Windkraftanlage hängen stark von Standort und Technologie ab. Offshore-Anlagen kosten laut Fraunhofer ISE zwischen 22 und 34 Millionen Euro, Onshore zwischen 13 und 19 Millionen Euro. Entscheidend sind die Stromgestehungskosten – nicht nur die reine Leistung der Windkraftanlage.