Im ersten Teil wurden unter Windräder in Deutschland die Umstände, politischen Voraussetzungen und Folgen von Windradinstallationen behandelt. Unter Zum Windradprinzip wurde die heutige Windradtechnik skizziert. Der Abschnitt Kenngrößen von Windrädern und von Windradstrom behandelte die wichtigsten Daten von Windrädern im Vergleich mit anderen Methoden der Stromerzeugung. Die Sonne macht den Wind beschreibt den Prozess, woher die Windenergie eigentlich kommt. Es geht im zweiten Teil nun weiter mit

Der Effizienzvergleich von Wind mit Wasser, Kohle, Gas und Uran  

Mit der Leistungsdichte als Leistung pro Bodenfläche können nun genauere Vergleiche mit anderen Methoden der Stromerzeugung vorgenommen werden. Bei Erdwärme und Energiemais ist die Bodenfläche unmittelbar bekannt, bei Photovoltaik ist sie grob die Panelenfläche, bei Wind ist es die bereits erwähnte Bodenfläche von Windrädern in Windindustrie-Flächen und bei Kohle sowie Uran ist es die gesamte belegte Fläche eines Kraftwerks inklusive des dazugehörigen Brennstofflagers und diverser Betriebsbauten. Nun im Vergleich die deutschen jahres- und ortsgemittelten Leistungsdichten in Watt pro Quadratmeter Boden:

Erdwärme Deutschland 0,03; Energiemais 0,2; Photovoltaik 10-15; Onshore Wind 3,6; Kohle 7500; Uran größer als 7500.

Man kann aus den 3,6 Watt pro Quadratmeter Bodenfläche für deutsche Windräder 2024 zusammen mit rund 3000 Terawattstunden deutscher Gesamtenergie auch abschätzen, wieviel Platz für Windräder rechnerisch notwendig wären, um bei Sektorenkoppelung die Gesamtenergie Deutschlands ausschließlich aus Wind zu erzeugen. Als Ergebnis wäre weit mehr als die Gesamtfläche Bayerns lückenlos mit Windrädern zu bedecken. Von jedem Ortspunkt Bayerns aus inklusive den Großstädten  wären dann in wenigen 100 Metern Abstand rundherum Windräder zu sehen.

An Stelle der sperrigen Leistungsdichte wird manchmal zwar nicht korrekt aber anschaulicher von zu dünner Energie gesprochen.  Dass deutsche Erdwärme und Energiemais an zu dünner Energie leiden, wenn man sie mit Kohle vergleicht, dürfte angesichts der soeben angegebenen Zahlen verständlich sein. Ebenfalls ist verständlich, dass die in die Haut eindringende Leistung der Sonnenstrahlung auf der Schwimmbadwiese im Vergleich mit der in ein Steak auf dem Kohle-Grill eindringenden Leistung verschwindend klein ist. Es ist daher nicht schwer sich einen zutreffenden Reim über die hoffnungslose Ineffizienz von Photovoltaik verglichen mit Kohleverbrennung zu machen. Die zu dünne Energie von Wind ist besonders anschaulich, weil man sich zwar noch gegen einen Sturm stemmen kann, in ein schweres Wildwasser zu geraten aber meist tödlich endet – wobei die Strömungsgeschwindigkeit von Wildwasser sogar wesentlich kleiner ist als die eines Sturms.

Je dünner die Energie um so größer der Platz- und Materialverbrauch

Die hier bislang vorgenommenen Vergleiche sind nicht nur anschaulich, sondern hinter Ihnen verbirgt sich das historisch-empirische Gesetz einer „immer weiter ansteigenden Leistungsdichte im Lauf der technischen Entwicklung“. Man erkennt dieses Leistungsdichte-Gesetz sofort, wenn man Leistungsdichte als Leistung pro Fläche einmal umgekehrt als Fläche ist gleich Leistung durch Leistungsdichte hinschreibt. Für eine bestimmte gewünschte Leistung wird infolge der Leistungsdichte im Nenner die benötigte Fläche immer größer, je kleiner die Leistungsdichte ist und umgekehrt. Wichtig ist dabei, dass man Fläche in guter Näherung mit Materialverbrauch und Kosten der Methode gleichsetzen kann. Damit lautet das Leistungsdichte-Gesetz: „Weil große Leistungsdichten umweltschonend billige Energie liefern und kleine Leistungsdichten umgekehrt teure umweltschädliche Energie, verläuft die technische Entwicklung stets in Richtung größerer Leistungsdichten“. Gutmeinende Zeitgenossen halten oft die als „sanft“ bezeichneten Methoden der Stromerzeugung geringer Leistungsdichten für günstiger, weil sie irrtümlich glauben, dass sie umweltschonender seien. Das genaue Gegenteil ist richtig.

Die Geschichte des technischen Fortschritts bezeugt die Gültigkeit des Leistungsdichte-Gesetzes ab der Nutzung von Zugtieren, Wind- und Wassermühlen, über die Dampfmaschine im 19. Jahrhundert, bis hin zur Verwendung von fossilen Brennstoffen und Uran zur Erzeugung von Wärme und Strom. Dass man in die umgekehrte Richtung gegangen wäre, kam noch nie vor, ausgenommen als gewollte Verletzung des Leistungsdichte-Gesetzes in postmoderner Zeit mit der Nutzung von Windrädern und Photovoltaik in großem Maßstab. Diese Methoden der Stromerzeugung sind im Vergleich mit allen Methoden höherer Leistungsdichten ein Rückschritt ins energetische Mittelalter. So etwas wird wie auch das Ignorieren von physikalischen Gesetzen gnadenlos bestraft, hier mit höchsten Stromkosten, Natur- sowie Landschaftszerstörungen und Blackout-Gefahr. In Windrädern und Solarzellen ist zwar modernste Technik eingebaut, das ändert aber nichts. Auch eine Pferdekutsche mit eingebautem GPS wird dadurch nicht zu einem modernen Motorfahrzeug.

Der Erntefaktor als Maßstab von Effizienz von Windrädern

Ein völlig anderer Vergleichsmaßstab ist der sogenannte Erntefaktor. Er hat den Vorteil leichtverständlich zu sein, aber den Nachteil großen Aufwands ihn zu ermitteln. Der Erntefaktor ist das Verhältnis aller während der Lebenszeit einer Stromerzeugungsmethode gelieferten Energie zur gesamten aufgewendeten Energie für ihren Betrieb. Die gelieferte Energie ist problemlos zu ermitteln, mit der aufgewendeten Energie ist es dagegen schwieriger. Zu ihr gehören Bau und Betrieb der Anlage, Förderung und Transport von Brennstoffen, bis hin zur Entsorgung, Abbau und Verschrottung nach Betriebsende sowie schließlich auch der Energieaufwand zur Pufferung von fluktuierendem Zufallsstrom. 2012 erschien eine grundlegende Fachstudie von Weißbach und vier Mitautoren, Weißbach, Daniel, et al. „Energy intensities, EROIs (energy returned on invested), and energy payback times of electricity generating power plants,“ Energy 52 (2013): 210-221. Sie ermittelte neben weiteren Methoden für Windräder den Erntefaktor von 4 als drittschlechtesten Wert nur knapp besser als Solar und Biomasse. Die Studie wies zudem nach, dass nur Erntefaktoren größer als 7 volkswirtschaftlich sinnvoll sind. Inzwischen kamen neuere Studien dazu, die Verbesserungen enthielten, weil Windräder größer wurden und biegsame neue Annahmen zu ebenso biegsamen besseren Ergebnissen für Windräder führen können. Im Wesentlichen hat sich aber für deutschen Verhältnisse seit der Studie von 2012 nichts geändert. Die höchsten Strompreise Deutschlands und die immer geringere Netzstabilität sprechen ohnehin bereits für sich.

Erster Fundamentalmangel von Windrädern als Zwischenfazit:

Nun ein Zwischenfazit: Der erste Fundamentalmangel von Windrädern ist die extrem geringe Leistungsdichte von Wind oder anschaulicher seine „zu dünne Energie“. Dieser Mangel ist naturgesetzlich und nicht behebbar. Er allein schließt bereits die Nutzung von Windrädern in dichtbesiedelten Industrienationen mit großem Strombedarf aus. Allenfalls Nischenanwendungen in dünnbesiedelten Ländern können sinnvoll sein wie beispielsweise ein kleines Windrad im australischen Outback als einzige Energiequelle zum Hochpumpen von Grundwasser. Der Physiker Peter Würdig belegte akribisch, wie auf keiner der drei Inseln Utsira, Pellworm und Hierro vollständige Stromautarkie durch Wind und Sonne hergestellt werden konnte – trotz aller noch so teuren Aufwendungen an Batterie-Speichern und Pumpspeicherwerken. Insbesondere auf den kanarischen Inseln mit ihrer üppigen Sonneneinstrahlung und gutem Wind werden Windräder fern der Touristengebiete für Meerwasser-Entsalzungsanlagen genutzt. Ist das aber wirtschaftlich, verglichen mit dem dort viel verwendetem Schweröl zur Stromerzeugung? Natürlich können die Inselbewohner gut rechnen. Der wesentliche Faktor dieser Rechnungen besteht aber in den üppigen Subventionen der EU, der bekanntlich die Erneuerbaren besonders am Herzen liegen. Damit möchte sich dieser Vortrag nähere Untersuchungen zur Wirtschaftlichkeit von Meerwasser-Entsalzung mit kanarischen Windrädern besser ersparen.

Die Wetterabhängigkeit von Windrädern als zweiter Fundamentalmangel

Nun zum zweiten Fundamentalmangel von Energie aus Wind. Strom muss auf Sekundenbruchteile genau dann erzeugt werden, wenn er benötigt wird. Diese Forderung können wetterabhängige Windräder und auch Photovoltaik nicht erfüllen. Bei zu wenig Wind müssen andere Stromquellen einspringen. Bei zu viel Wind können Windräder aus technischen Gründen oft nicht einfach abgeschaltet werden, so dass Strom ans Ausland verkauft oder sogar zu hohen Kosten verschenkt werden muss. Im Gegensatz zum ersten Fundamentalmangel von zu kleinen Leistungsdichten von Wind und Sonne hat der ÖRR erstaunlicherweise den zweiten Fundamentalmangel intellektuell verstanden und thematisiert. Die gelegentlich geäußerte Annahme, dass ein europaweiter Windradverbund für Glättung sorgt, weil irgendwo immer Wind wehen würde, hat eine ausführliche Studie des internationalen Verbandes VGB Powertech widerlegt. Wörtlich lautet das Fazit „Windenergie trägt damit praktisch nicht zur Versorgungssicherheit bei und erfordert 100 % planbare Backup-Systeme nach heutigem Stand der Technik.“

Backup-Systeme sind Gaskraftwerke, alte Kohle- oder auch Ölkraftwerke. Der Backup muss im Extremfall einer landesweiten Dunkelflaute fast die gesamte Leistung des ausgefallenen Wind- und Sonnenstroms ersetzen, es sei denn größere Regionen werden im Blackout-Fall bewusst von der Stromversorgung getrennt. Durch das unverzichtbare Backup erhöhen sich die realen Kosten von Strom aus Wind und Sonne dramatisch. Die stetige Steigerung an Wind- und Sonnenstrom ließ im Laufe der Zeit durch das Back-up System ein Szenario von zwei Stromversorgungsystemen anstatt nur einem entstehen. So etwas wäre vor 50 Jahren als irrsinnig bezeichnet worden. Backup-Kraftwerke leiden wegen Teilbetriebs und schneller Lastwechsel an hohem Verschleiß und sind unrentabel. Auf Profit angewiesene Unternehmen wollen sie nicht bauen. Wirtschaftliche Speichersysteme für Strom in Deutschland als Alternative für Backup-Kraftwerke waren und sind nicht in Sicht. Insbesondere Pumpspeicherwerke, die ausreichend hohe Berge, tiefe Täler und viel Platz benötigen, sind im Gegensatz zu Norwegen hierzulande nicht möglich. Und auch Pumpspeicherwerke führen zu schrecklichen Naturzerstörungen wie in den Alpen, z.B. in Tirol zu besichtigen ist.

Hinzu kommt die unabdingbare Frequenzkonstanz unseres Wechselstromnetzes, deren Einhaltung mit den früheren fossilen Kraftwerken und Kernkraftwerken problemlos war. Weil diese Kraftwerke dauerhaft, zuverlässig und wetterunabhängig Strom liefern, werden sie als Grundlastkraftwerke bezeichnet. Sie sind unverzichtbar und werden es auch in Zukunft bleiben. Warum ist das so? Fällt beispielsweise ein großer Umspannungstransformator durch einen Defekt, Blitzschlag oder Terroranschlag aus, muss diese Störung im Sekundenbereich behoben werden. Das erreicht man nur mit Grundlastkraftwerken, wie später noch genauer erklärt wird. Bei extrem langsamen Störungen wie einer langanhaltenden Windflaute begleitet von einer permanenten Wolkenbedeckung ist die Abhilfe dagegen völlig anders. Zu der Bedrohung unserer Netzsicherheit wegen des extrem angestiegenen Wind- und Sonnenstroms und zu ihrer Beseitigung durch sogenannte „Dispatchmaßnahmen“ nun etwas detaillierter:

Wir haben drei Stromnetztypen, Niederspannung 230 Volt, Mittelspannung 10, 20 oder 30 Tausend Volt und schließlich das Hochspannungsnetz mit 220 und 380 Tausend Volt. Störungen können in allen auftreten. Die erste Eingriffsstufe ist die sekundenschnelle Primärregelung. Sie erfolgt von selbst durch die Rotationsenergie der riesigen Dampfturbinenrotoren von Grundlastkraftwerken. Der rotierende Turbinen-Generator-Strang eines Grundlastkraftwerks kann bis über 70 Meter lang sein, sein Gewicht knapp 300 Tonnen erreichen, und er macht exakt 3000 Umdrehungen pro Minute. Sekundenstörungen werden durch Physik einfach weggebügelt. Dies wird als „Momentan-Reserve“ bezeichnet. Zusätzlich wird durch elektronische Regelung die Dampfzufuhr der Turbinen der Störung angepasst, um einen zu schnellen Abfall der Drehzahl zu vermeiden. Zudem wird die Rotationsenergie sofort wiederaufgebaut, so dass Grundlastkraftwerke nie an ihrer Grenze laufen dürfen. Zu diesen Maßnahmen gehört auch die N-1-Sicherheitsregel mit N als der Gesamtzahl aller maßgebenden Netzteile wie Hochspannungs-Leitungen, großen Transformatoren und Kraftwerksblöcken. Das Netz muss so stabil sein, dass es beim Ausfall solch eines wichtigen Netzteils, also bei nur noch N-1 verbleibenden Netzteilen, nicht kollabiert.

Fast gleichzeitig mit der Primärregelung setzt automatisch die Sekundärregelung ein. Dabei aktiviert der Verbundpartner sofort zusätzliche Kraftwerkskapazität. Die Sekundärregelung ersetzt innerhalb weniger Minuten auch die Primärregelung wieder in den alten Stand.

Falls notwendig, ersetzt binnen 15 Minuten die Tertiärregelung die Sekundärregelung. Sie erfolgt von Hand. Es kommen Ersatz-Gas-, -Kohle oder -Ölkraftwerke zum Einsatz, oder Strom aus dem Ausland oder aus weiteren Quellen bis hin zu Notstromaggregaten. Die Tertiärregelung hat vergleichsweise die geringsten technischen Anforderungen, aber die höchsten Kosten, nicht zuletzt wegen der heute 11.000 Spezialisten in den Betreiberzentralen.

Der Link „Netztransparenz.de“ und dort „Regelenergie“ sowie „Aktivierte Regelleistung“ führen zu einem EXCEL-File, der alle bisherigen Redispatch-Maßnahmen auflistet, die das deutsche Stromnetz stabilisierten. Noch vor 30 Jahren gab es jährlich nur eine Handvoll Eingriffe mit vergleichsweise vernachlässigbaren Kosten. Daraus wurden bis 2022 12.600 Redispatch-Maßnahmen jährlich, oder durchschnittlich 35 pro Tag. 2025 waren es schließlich 35.000 Maßnahmen, und ein Ende ist nicht in Sicht. Heute betragen die Kosten dafür etwa 1,8 Milliarden Euro pro Jahr. Hinzu kommen die Kosten für Stabilitätsmaßnahmen durch Ersatzkraftwerke von etwa 3 Milliarden Euro, so dass sich Deutschland allein für seine Stromstabilität 4,8 Milliarden Euro jährlich leisten muss. Vor der Windradzeit gab es diesen Aufwand nicht. Der ÖRR schweigt zu all dem.

Aller Bemühungen von Dispatchmaßnahmen zum Trotz hat ein großes Stromnetz auch noch seine eigenen nicht immer intuitiven Regeln. Zum Beispiel müssen große Windindustrie-Flächen manchmal abgeschaltet werden, obwohl nur ein kleiner Teil des Netzes überlastet ist. Strom in einem Netz läßt sich nicht gezielt „steuern“. Er verteilt sich nach den Gesetzen der Elektrotechnik wie dem Kirchhoffschen Gesetz und den Impedanzen der Stromleitungen. Besonders kontraintuitiv ist das Braess Paradox, das 1968 von dem deutschen Mathematiker Dietrich Braess veröffentlicht wurde und allgemein für alle Versorgungsnetze gilt. Gemäß Braess kann es vorkommen, dass eine zusätzliche Entlastungsleitung die verbleibenden Leitungen sogar noch stärker belastet als zuvor.

Jede neue Photovoltaikanlage und jedes neue Windrad verschärft das Problem der Netzinstabilität. Infolge der politisch gewollten Zerstörung aller Kernkraftwerke und nun auch der Kohlekraftwerke wird das deutsche Stromnetz immer näher zu einem Blackout gedrängt. Zumindest steht fest, dass die angestrebte Vollversorgung mit Strom nur aus Wind und Sonne mit der bisher bekannten Technologie unmöglich ist und zum Blackout führt. Daraus ergibt sich die Frage, wie lange die heutige Gratwanderung nahe dem Blackout-Abgrund noch gut geht. Genauer, wieviel Stromleistungsanteil muss unabdingbar aus Grundlastkraftwerken mit ihren rotierenden Massen kommen? Die vier großen Netzbetreiber beantworteten diese Frage in einer sorgfältigen Studie und kamen auf eine Mindestregelleistung von etwa einem Drittel der jahresgemittelten Gesamtleistung von 60 Giga-Watt deutschen Stroms. Das ist genau der aktuelle Leistungsanteil von den noch vorhandenen Grundlastkraftwerken, der heute zwischen 19-21 Giga-Watt liegt, davon Kohle etwa 13 und die Gas-und-Dampf-Kraftwerke etwa 7 Gigawatt. Deutschland befindet sich daher heute (Mai 2026) am Blackout-Rand. Trotzdem fördert die aktuelle Politik den weiteren Ausbau von Windkraft und den Abbau von Grundlastkraftwerken.

Windräder könnten hypothetisch zur Netzstabilität einen Beitrag leisten, weil sie im Betrieb über etwas Rotationsenergie ihrer Flügel verfügen. Um dies auszunutzen, wird an Lösungen wie „synthetischer Trägheit“ geforscht. Wenn die Frequenz plötzlich abfällt, reagiert dann die Windanlage innerhalb von Millisekunden wobei der Wechselrichter kurzfristig zusätzliche Leistung aus der Rotationsenergie des Windrotors einspeist. Dadurch würde die Anlage das Verhalten eines klassischen Synchrongenerators imitieren. Ein weiterer Ansatz sind grid-forming inverters, die sich nicht mehr nur am Netz orientieren, sondern auch selbständig eine stabile Netzspannung und Phase erzeugen sollen. Solche Techniken könnten zukünftig vielleicht einen etwas höheren Anteil an Wind- und Solarenergie zulassen, aber niemals die Vollversorgung mit Wind und Sonne. Ob sie wirklich funktionieren und auch wirtschaftlich sind, kann heute noch niemand sagen.

Der dritte Fundamentalmangel  

Der dritte Fundamentalmangel von Windrädern ist die Gesamtheit ihrer kaum noch überschaubaren  Schäden an Landschaften, Natur und Lebewesen. So ist heute selbst der Hessische Märchenwald der Gebrüder Grimm nicht mehr frei von Windrädern, während es umgekehrt in Städten mit historischen Gebäuden verboten ist bei Umbauten das historische Bild auch nur geringfügig anzutasten. Die fatalen ökologischen Auswirkungen der Tötung von Insekten, geschützten Fledermäusen und Vögeln, die in Studien des Bundesamts für Naturschutz belegt sind und den Erhalt ganzer Arten gefährden, sind ein besonders dunkler Punkt. Versuche zur Abhilfe gibt es nur in einem absurden Ungleichgewicht. So beliefen sich die Kosten bei deutschen Tunnelprojekten zur Rettung einer einzigen Fledermaus zum Teil schon auf bis zu 100.000 Euros. Dagegen wird dem Schreddern von Fledermäusen, denen die Wirbel der bis über 300 km/h schnellen Windrad-Flügelspitzen die Lungen platzen lassen, kaum Einhalt geboten. Solche Unverhältnismäßigkeiten berichten die schon erwähnten Youtube-Vorträge von Prof Andreas Schulte mit der Expertise eines Fachmanns.

Windräder im Wald habe ich in dieser Vorlesung schon an anderer Stelle wegen des v-hoch-3-Gesetzes als absolut widersinnig beurteilt. Schulte spricht aber noch weitere Themen an. So die Schäden durch breite Schneisen und tief in den Waldboden geschlagenen Straßen zum Transport der riesigen Windradkomponenten. Schwere Baumaschinen verdichten stark den Waldboden, wodurch die Porenstruktur zerstört wird, und sich der Wasser- und Luftaustausch verschlechtert. In der Forstwissenschaft gilt, dass starke Verdichtung im Extremfall weit über 50 Jahre bestehenbleibt, wenn keine aktive Bodenlockerung erfolgt. Dies betrifft insbesondere Wege, Kranstellflächen und Zufahrtsstraßen für Windräder. Windräder nach ihrer Lebenszeit zu beseitigen bringt ebenfalls noch ungelöste Probleme mit sich. Obwohl es von Bundesland zu Bundesland unterschiedliche gesetzliche Vorschriften zur Beseitigung der heute um die 4000 Tonnen schweren Stahlbetonsockel gibt, sieht die Realität anders aus. Zu oft sind die Genehmigungsbehörden nachsichtig, zu oft kommen die Windradinvestoren mit kosmetischen Maßnahmen durch, und zu oft bleiben die Sockel einfach im Boden. Einen totalen Abbau gibt es nur selten. Ein weiteres Problem ist das Recycling von Windradflügeln.

Weil die Vorlesung schwerpunktmäßig die Technik und Physik von Windrädern behandelt, soll nur noch auf den für Windrad-Anrainer wichtigen Punkt von Infraschall aus Windrädern eingegangen werden. Infraschall sind Schallfrequenzen unter 20 Hz, die nicht mehr zu hören, aber bei größeren Stärken sogar spürbar sind. Im Gegensatz zur sphärischen Ausbreitung hörbaren Schalls breitet sich Infraschall als Wellenteppich aus, der sich über weite Distanzen kaum abschwächt. Die näherungsweise Intensitätsabnahme von hörbarem Schall mit grob dem Quadrat der Entfernung ist für Infraschall nicht mehr gültig. Der Unterschied ist massiv. Infraschall verliert über 100 km kaum an Energie, während schon nach 10 km bei hörbaren 100 Hz die Schallintensität auf 80 % sinkt und ein hoher Ton von 10 kHz gar nicht mehr hörbar ist. Näheres zu diesem Thema liefert die Fachliteratur, wie die ISO 9613-1 Norm Acoustics.

Zu den gesundheitlichen Schädigungen von Anrainern durch Infra-Schall aus Windturbinen gibt es ausreichend medizinische Fachstudien, die im Wesentlichen Gleiches aussagen: Ein bestimmter Prozentsatz von Windrad Anrainern erleidet Krankheitssymptome durch Infraschall, der größere Rest bleibt dagegen davon verschont. Die genauen Ursachen der Symptome im menschlichen Körper und vor allem die Gründe der Unterschiede von Betroffenen und Nichtbetroffenen sind noch weitgehend unbekannt. Es verhält sich ähnlich wie mit der Seekrankheit bei hohen Wellen, an der auch nicht alle Schiffspassagiere leiden. Eine gründliche finnische Studie 2021 von Anu W. Turunen und Mitautoren über Infraschall-Symptome untersuchte rund 5000 Erwachsene. Dabei erlitten 15 % Windrad-Anrainer innerhalb von 2.5 km Abstand zum nächsten Windrad ernsthafte gesundheitliche Schäden. Aber auch Anrainer mit weit mehr als 2,5 km Abstand zum nächsten Windrad litten unter Windrad-Infraschall.

Wie bereits betont, ist keine Methode der Erzeugung von elektrischem Strom völlig frei von Nachteilen. Es ist aber kaum abzustreiten, dass die hier unter „drittem Fundamentalmangel“ behandelten Schäden durch Windräder mit besonders weitem Abstand den Schadens-Spitzenplatz unter allen Methoden der Stromerzeugung einnehmen.

Fazit  

Die im Vortrag behandelten Fakten über Windräder lassen nur ein einziges Fazit zu: Wetterabhängiger Strom aus Windrädern ist zu kostspielig und zu umweltschädlich für ein großes Industrieland mit wenig nutzbarem Platz wie Deutschland. Stets verfügbarer und billiger Strom ist mit Windrädern unmöglich. Windräder nehmen den Spitzenplatz ein an Unwirtschaftlichkeit und Umweltschädlichkeit aller Methoden der Stromerzeugung. Nur ein kostspieliges Back-up-System fossiler Grundlastkraftwerke ermöglicht überhaupt die Nutzung der Windenergie. Fluktuierender Windradstrom erhöht die Blackout-Gefahr und gefährdet Menschenleben. Windräder zerstören Landschaften und Wälder, sie vernichten die Hauswerte von Anrainern, sie schädigen ihre Gesundheit durch Infraschall, und sie töten Insekten, geschützte Fledermäuse und Vögel in großem Ausmaß. Dagegen verschwindet ihr einziger Pluspunkt etwas CO2 einzusparen. Zu den wichtigsten Maßnahmen der Wiederbelebung und Ertüchtigung der deutschen Industrie, die allein unser aller Wohlstand garantiert, gehören die konsequente Nutzung von Stromerzeugungsmethoden höchster Leistungsdichten und daher die Abschaffung der Energiewende, insbesondere  von Windrädern. Deutschlands Versuch die Welt von der mittelalterlichen Methode der Stromerzeugung aus Wind zu überzeugen ist keine gute Idee.

Anmerkungen zum Text der Vorlesung und zum Autor

Dier hier gezeigte Text unterscheidet sich nur geringfügig von der gesprochenen Vorlesung. An einigen Stellen enthält er anklickbare Internetlinks. Einige Sätze, die aus Zeitgründen im gesprochenen Text fehlen, verblieben im Text. Schließlich hat der Text Überschriften zur besseren Orientierung.

Über den Autor dieser Vorlesung informiert ein Internet-Blog (hier), den der Schweizer Umweltschützer Siegfried Hettegger ohne meine Veranlassung oder Vorgaben eigeninitiativ und auf eigene Kosten erstellte und danach bis heute regelmäßig aktualisiert. Hettegger ist Präsident der Initiative „Freie Landschaft Schwyz“ sowie Aktuar von „Freie Landschaft St. Gallen“. In der Schweiz kämpfen Natur- und Landschaftsschützer gegen die Landschaftszerstörungen der Schweiz durch Windräder sowohl auf kantonaler Ebene (hier, hier), als auch auf nationaler Ebene (hier), in der Hettegger als Vertreter für die Kantone Schwyz und St. Gallen ebenfalls eingebunden ist. Ich nehme hier gerne die Gelegenheit wahr, meinem Freund Siegfried Hettegger für seine Umweltschutz-Bemühungen und insbesondere seine Arbeit für unseren gemeinsamen Internet-Blog herzlich zu danken.

Der Beitrag Windräder – mit der Energieerzeugung zurück ins Mittelalter (Teil 2) erschien zuerst auf EIKE - Europäisches Institut für Klima & Energie.

Gesendet am 17. Mai 2026 im Kontrafunk „Audimax“

Windräder in Deutschland

Seit undenklichen Zeiten nützen Menschen die Windenergie. So machten große Segelschiffe ab Ende des 15. Jahrhunderts die Entdeckung der neuen Welt möglich. Erst der überlegene Motorantrieb ließ sie verschwinden. Die Nutzung von Windmühlen ist ab dem 7. Jahrhundert in Persien historisch belegt. Im Gegensatz zu großen Segelschiffen erlebten Windmühlen eine Renaissance als riesige Windturbinen zur Stromerzeugung. Die Gründe dafür waren nicht technisch-wirtschaftlich, sondern irrational. Windräder konnten in Deutschland nur eingeführt werden mit künstlich erzeugter Furcht vor Klimaschädigung durch menschgemachtes CO2, mit der Ersetzung neutraler Energiefachleute durch fachfremde Aktivisten, mit hohen Subventionen für Windradinvestoren und schließlich mit Hilfe der Planwirtschaft.

Der öffentlich-rechtliche Rundfunk und die großen Medien wie FAZ, Süddeutsche, SPIEGEL und weitere halfen dabei kräftig mit. Anstatt kritisch zu berichten, machten sie sich in freiwilliger Selbstgleichschaltung zu Regierungsmedien und propagierten die Energiewende. Großstadt-Journalisten brauchten schließlich kein Riesenwindrad vor ihrer Haustür zu befürchten. Deswegen wird hier im Folgenden mit ÖRR die Gesamtheit aller voreingenommenen Medien bezeichnet. Erwartungsgemäß konnte die Energiewende ihre Versprechen nicht einhalten, und ein tiefer Graben klafft nun zwischen Windrad-Profiteuren, naiven Klimagläubigen, rot-grünen Revolutionären und dem ÖRR auf der einen Seite und neutralen Energiefachleuten, echten Naturschützern und geschädigten Windrad-Anrainern auf der anderen Seite.

In diesem Streit werden unzählige Argumente für und gegen Windräder und die Energiewende vorgebracht. Stellvertretende Beispiele für pro: Die Energiewende und insbesondere Windräder seien unabdingbar für „Klimaschutz“, weil sie CO2 einsparen; die Energiewende würde einen deutschen Haushalt monatlich nur eine Kugel Eis kosten; der Wind stelle keine Rechnung; die deutsche Energiewende würde weltweit Vorbild werden. Und nun Beispiele für kontra: Kein Land der Welt würde die deutsche Energiewende kopieren; Windräder erzeugten weltweit den teuersten Strom; Wetterabhängiger Windradstrom sei für unser Stromnetz ungeeignet; der Materialaufwand von Windrädern stünde in keinem akzeptablen Verhältnis zu ihrer erzeugten Energie; Windräder würden Landschaften entstellen,  viele Insekten, Fledermäuse und Vögel töten, und Anrainer durch Infraschall gesundheitlich schädigen.

Im Gegensatz zu den umstrittenen Windturbinen wurden die Einführung des Motorantriebs für Schiffe und die Nutzung von Kohle-, Gas und Mineralöl generell als Fortschritt begrüßt. Technische Verbesserungen wurden dem Markt überlassen, weil dessen Urteilskraft unerreichbar ist – nur Sozialisten wollen das nicht wahrhaben. Bei auftauchenden Fehlern erzwang der Markt schnelle Abhilfe wie im Ruhrgebiet vor 40 Jahren als Alarm wegen gesundheitsschädlichen Smogs aus Kohlekraftwerken ausgerufen wurde. Man baute unverzüglich moderne Filter in die Schornsteine von Kohlekraftwerken ein und erließ Vorschriften zur industriellen Rauchgasentschwefelung. Danach sank der Ausstoß von Staub und Schadstoffen dramatisch ab und ist heute kein ernsthaftes Thema mehr.

Jede technische Methode hat Vor- und Nachteile. Energiepolitische Entscheidungen, die diese nicht sorgfältig abwägen und nur eine einzige Sicht vertreten, sind auf Dauer nicht erfolgreich. Daher bevorzugt diese Vorlesung zur Bewertung von Windrädern die Vergleiche mit anderen Methoden der Stromerzeugung, wobei die Kriterien „technische Eignung“, „Wirtschaftlichkeit“ und „Umweltschutz“ sind. Vertreten wird dann die Bevorzugung derjenigen Methoden, die bei rationaler Abwägung ihrer Vor- und Nachteile positive Höchstwerte ergeben. So hatte es auch die deutsche Energiepolitik bis noch vor wenigen Jahrzehnten gehalten und deshalb Deutschland zu einem der erfolgreichsten Industrieländer weltweit gemacht.

Über lange Zeit fast unbemerkt änderte sich in den westlichen Ländern die Einstellung zur technisch-naturwissenschaftlichen Vernunft. Ab der Jahrtausendwende wurde der Paradigmenwechsel sichtbar. Ideologien, faktenbefreites Wunschdenken, Moralismus, und platter Unsinn wurden zur Regel. So wurde die Dekarbonisierung Deutschlands zum grundgesetzbewehrten Staatsziel. Sie ist wegen der nur 1,5 % weltweiten CO2-Emissionen Deutschlands zwar physikalisch unwirksam, wird uns bis 2045 aber sehr wirksame Zehntausend Milliarden oder 10 Billionen Euros kosten (hier). Ein entsprechendes Schicksal ereilte auch die deutsche Energieinfrastruktur. Sorgfältige Planung und Praxistests von neuen Verfahren wurden unterlassen, und faktenfreies Wunschdenken leitete eine bis jetzt anhaltende Zerstörungsphase ein. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz setzte 2000 die Energiewende in Gang. Alle deutschen Kernkraftwerke, unsere wertvollsten Grundlastkraftwerke, wurden mit entsprechenden Beschlüssen von 2002, 11 und 13 zu festgelegten Zeiten abgeschaltet und zur Verhinderung späterer Weiternutzung konsequent zerstört. Dabei gingen insgesamt mehr als ein Drittel der deutschen Stromleistung verloren. Wollte man sie in Form von Gas-und-Dampfkraftwerken wieder ersetzen, würde dies realistisch weit mehr als ein Jahrzehnt dauern.

Bei der Abschaffung der Kernkraftwerke wurde die Sicherheitsliste „Todesfälle pro Terawattstunde Strom“ von Methoden der Stromerzeugung ignoriert. Am sichersten sind „Solar, Kernenergie, Wind und Wasserkraft“ mit Kernenergie auf Platz zwei – zu finden in „our world in data“ der Oxford Universität (hier), beim Schweizer Paul Scherrer Institut (hier), der Fachpublikation von The lancet 370.9591 (2007): 979-990 und schließlich in Statista (hier). Die CO2-Freiheit von Kernkraftwerken wurde ebenfalls ignoriert. Mit unzähligen Falschbehauptungen über die Kernenergie spielte der ÖRR eine unwürdige Hauptrolle. Der Höhepunkt der ÖRR-Propaganda war eine assoziative Montage, welche die 18.500 Opfer des japanischen Tsunami von 2011 der Havarie des Kernkraftwerks von Fukushima in die Schuhe schob, obwohl es keinen einzigen Strahlentoten gab.

Im Sommer 2020 begann schließlich der Ausstieg aus der Kohlenutzung mit dem Ziel schrittweise die wirtschaftlichste Methode der Stromerzeugung Deutschlands zu zerstören. Das bereits an Größenwahn grenzende Endziel der Energiewende ist CO2-freier Strom im Wesentlichen nur aus Windrädern und Solarzellen, der über Sektorenkoppelung den gesamten deutschen Energieverbrauch stemmen soll. Dabei kann die Energiewende noch nicht einmal Strom bedarfsgerecht liefern. Ohne Nachbarländer die uns bei Strommangel mit Strom aus Kernkraftwerken versorgen und ihn uns bei Stromschwemme gegen Aufpreis abnehmen, wären in Deutschland längst die Lichter ausgegangen.

Unübersehbare Ergebnisse dieser absurden Entwicklung gibt es bereits: Wie von allen unabhängigen Fachleuten vorhergesagt, funktioniert die Energiewende nicht und ist zu einem bodenlosen Kostenloch von aktuell über 36 Milliarden Euro pro Jahr für das Energiewende-Gesamtsystem geworden. Diese Zahl nannte am 7. April 2026 die Bundesministerin für Wirtschaft und Energie Katherina Reiche in einem FAZ-Gastbeitrag. Als Folge von Klimaschutz und Energiewende fiel Deutschland von den weltweit höchsten Plätzen der globalen Wettbewerbsskala erfolgreicher Industrienationen herunter ins Mittelmaß. Der Abstieg, verursacht durch CO2-Bepreisung, Energiewende und einer erstickenden Bürokratie wie jeder Planwirtschaft, geht stetig weiter. An der Chimäre „Klimaschutz durch Dekarbonisierung“ wird dennoch festgehalten.

Stellvertretendes Beispiel von Dysfunktionalität ist die Subventionierung von Windrädern. Sie betrug 2025 16,5 Milliarden Euro als Zuschuss aus dem Bundeshaushalt. 20 Jahre lang erhält jeder Windradinvestor für seinen Strom eine Einspeisevergütung zwischen 6 und 12 Cent/kWh. Verrückt wird es, wenn zuviel Windenergie eingespeist wird und der Strompreis auf Null oder negativ geht. Dann wird dem Windrad-Betreiber trotzdem die Differenz zur Einspeisevergütung aus dem Klima- und Transformationsfond des Bundes erstattet. Geschädigt ist der wehrlose Wohnungsmieter über den CO2-Preis beim Betrieb seiner Öl- oder Gasheizung und der Autofahrer beim tanken. Oft wertlosen, weil überschüssigen Windstrom zu subventionieren ist ein Musterbeispiel für die planwirtschaftliche Umverteilung von Verbrauchern mit knapper Kasse hin zu kapitalstarken Investoren und lässt an die berühmten Schildbürgerstreiche denken. Eine weitaus umfangreichere Zusammenstellung solcher Inkonsequenzen, Schäden und schlichten Irrsinns der Energiewende bietet der empfehlenswerte Youtube-Kanal des emeritierten Professors Dr. Andreas Schulte für Forstwirtschaft und Waldökologie der Uni Münster. Seine Vorträge finden sich im Internet beim googeln von „Cum tempore Andreas Schulte“.

Heute lehnen 85 % der Weltbevölkerung Klimaschutz und vor allem eine Energiewende nach deutschem Vorbild ab. Nur noch 15 % mit Deutschland als Vorreiter setzen auf Deindustrialisierung, genauer auf industriellen Selbstmord. Deutsche Bemühungen die Welt von Windrädern zu überzeugen hatten statt Resonanz nur nachsichtigen Humor. Sogar der ÖRR kann den Niedergang der deutschen Industrie, die hohe Zahl an Firmenpleiten, die massive Verlagerung von Unternehmen ins Ausland und die Arbeitsplatzverluste nicht mehr verschweigen.

Laut einer im Februar 2026 veröffentlichten Allensbach-Umfrage im Auftrag der FAZ ist der Rückhalt für die Energiewende in Deutschland deutlich gesunken. Befürworteten bis 2022 noch etwa die Hälfte der Bürger den schrittweisen Ersatz fossiler Energieträger, ist es Anfang 2026 nur noch rund ein Drittel. Gemäß einer Studie der Bertelsmann Stiftung, ebenfalls 2026, stieg der Anteil von Unternehmen, die „Klimaschutz“ eine immer geringere Priorität beimessen, in einem Jahr von 14 % auf aktuell 60 %.

Eine rationale Energiepolitik, die die erstickende CO2-Bepreisung, die Energiewende und 90 % unnützer Bürokratie unverzüglich beendet, wäre mit einem einfachen Federstrich sofort möglich, die deutsche Politik müsste es nur wollen. Damit wäre sogar die EU einverstanden, weil es sie ohne Deutschland nicht gäbe. Historisch setzt sich irgendwann immer die Vernunft durch. Ein „Zur-Vernunft-zurück“ ist daher nur eine Frage der Zeit. Ob aber dann die angerichteten Schäden in Deutschland noch zu beheben sind, ist keineswegs sicher.

Nach diesen Vorinformationen zur deutschen Energiewende im Allgemeinen und Windrädern im Besonderen geht es in der Vorlesung jetzt zu den physikalischen und technischen Fakten von Windrädern und ihren Auswirkungen auf Stromerzeugung, Wirtschaft und Umwelt. Es wird sich zeigen, dass Windräder an insgesamt drei Fundamentalmängeln leiden, von denen zwei naturgesetzlich und daher unbehebbar sind. Nur der verbleibende dritte Mangel könnte in Zukunft mit noch ungewisser Technologie etwas abgemildert, aber nicht völlig beseitigt werden.

Zum Windradprinzip

Es gibt zwei Typen von Windrädern, den Widerstandsläufer und den Auftriebsläufer. Beim Widerstandsläufer erzeugt meist die Öffnung einer Kugelhalbschale, dem Wind entgegengestellt, eine nutzbare Widerstandskraft. Solche Halbschalen, ausgerichtet und kreisförmig um eine Drehachse montiert, ergeben einen Halbschalenrotor, der Rotationsenergie aus Wind erzeugt. Die älteste bekannte Windenergieanlage in Persien verwendete dieses Prinzip.

Moderne Windräder nutzen dagegen die wirksamere Auftriebskraft eines Flugzeugflügels, dessen charakteristisches Profil mit breiter Abrundung an der Vorderseite, scharfer Rückkante und besonderen Kurven für die Ober- und Unterseite aus Abbildungen bekannt ist. Die Auftriebskraft basiert auf dem um 1902 erstellten Theorem des deutschen Mathematikers Martin W. Kutta und des russischen Physikers Nikolai J. Joukowski zusammen mit dem dritten Newtonschen Gesetz (Actio = Reactio) und ist gleichermaßen für Flugzeugflügel wie für Windradflügel gültig. Speziell beim Windrad kommt noch ein weiteres Gesetz hinzu, auf das später noch eingegangen wird. Das Windrad mit seinen drei Flügeln macht aus Wind Rotationsenergie. Daraus erzeugt der angeschlossene Generator Strom, drei Flügel, weil dies der beste Kompromiss von Windausbeute, Stabilität und Kosten ist.

Nun zum Strom aus Wind: Die 50 Hz Frequenz in unserem Wechselstromnetz muss in engsten Grenzen verbleiben, ansonsten droht Blackout. Weil Wind extrem fluktuiert, sorgt bei jedem Windrad eine aufwendige Elektrotechnik dafür, dass der erzeugte Flatterstrom, wenn schon nicht bedarfsgerecht, so doch zumindest technisch passend ins Netz eingespeist wird. Der vom Windrad-Generator erzeugte Wechselstrom wird dabei zuerst in Gleichstrom umgewandelt und anschließend in einem Zwischenkreis geglättet. Ein Inverter wandelt ihn wieder in Wechselstrom zurück, dessen Frequenz, Phase und Spannung exakt aufs Stromnetz abgestimmt sind. Dazu wird eine Phasenregelung verwendet, die kontinuierlich die Werte des angeschlossenen Netzes misst. Schließlich wird der phasensynchrone 50 Hz Strom hochtransformiert und ins Mittelspannungsnetz eingespeist. Diese Kette macht Windrädern jedoch Netzstabilisierung durch Rückspeisung der Rotationsenergie ihrer sich drehenden Flügel unmöglich. Bei den klassischen Dampfturbinen-Kraftwerken als Grundlastkraftwerken, zu denen auch Kernkraftwerke gehören, erfolgt dagegen die wichtige Netzstabilisierung physikalisch von selbst durch die extrem hohe Rotationsenergie ihrer Dampfturbinen. Mit jedem Windrad und jeder Photozelle mehr und jedem Grundlastkraftwerk weniger verliert daher das Stromnetz an überlebenswichtiger natürlicher Trägheit. Auf diese wichtige Problematik wird später noch einmal eingegangen.

Kenngrößen von Windrädern und von Windradstrom

Bevor es weitergeht zuerst die wichtigsten Daten zur Erzeugung und Verbrauch von Energie, speziell von elektrischer Energie und insbesondere der aus Windrädern: Weltweit kommen in allen Industrieländern wie auch in Deutschland etwa 80 % der verbrauchten Gesamtenergie aus Kohle, Erdöl und Erdgas. Das wird sich langfristig auch nicht ändern. Erst nach vielen Jahrzehnten wird der jetzt noch relativ kleine Urananteil immer größer geworden sein und die fossilen Energieträger zurückdrängen. Weltweit kommen aktuell nur 1 % der Gesamtenergie aus Wind und ebenfalls nur 1 % aus Photovoltaik. 2024 und 2025 in Deutschland war Windstrom mit 4,5 % an der Gesamtenergie nur wenig höher. Dieser kleine Wert könnte irritieren, weil der ÖRR viel größere 30 % nennt. Diese 30 % beziehen sich aber nur auf den elektrischen Strom und nicht auf die Gesamtenergie Deutschlands. Strom hat weltweit, so auch in Deutschland, nur etwa 15 % Anteil an der Gesamtenergie. Die 4,5 % Stromanteil an der Gesamtenergie werden daher zu 30 % Anteil am Strom. Leider überlesen die meisten bei den Zahlenangaben des ÖRR, was sie genau bedeuten, so dass heute fast jeder irrtümlich glaubt, dass etwa 30 % der deutschen Gesamtenergie aus Wind kämen. Vom ÖRR wird es zudem auffällig vermieden die maßgebenden Zahlen von 4,5 % Wind und 2 % Photovoltaik an der Gesamtenergie zu nennen.

Bis jetzt war hier von Energie die Rede. Verwendet man die Energiedichte als Energie pro Gewicht sind in der Vorlesung bevorzugte Vergleiche einfach wie zum Beispiel der eines E-Autos mit einem Diesel-Auto: Eine Ionen-Lithium Batterie hat die Energiedichte von 0,2 Kilowattstunden Energie pro Kilogramm, Dieseltreibstoff hat dagegen den Wert 5,3 unter Berücksichtigung des Carnot-Verlustes des Dieselmotors. Das ist das 26-fache der Batterie bei gleichem Tankgewicht und erklärt die geringe Reichweite von E-Autos. Die 5,3 Energiedichte von Diesel werden später noch einmal benötigt.

Bei strömender Flüssigkeit und Gasen sind Vergleiche etwas umständlicher, weil dort nicht die Energie, sondern die Leistung als Energie pro Zeit in Watt die maßgebende Größe ist. Weil leider oft Energie mit Leistung verwechselt wird, ist erst einmal dieser Irrtum zu beseitigen.

Die Bewegungsenergie eines festen Körpers ist proportional zu seiner Masse und zum Quadrat seiner Geschwindigkeit. Die Leistung von Fluiden in Rohrströmungen ist dagegen proportional zur Fluid-Dichte, zum Rohrquerschnitt und zur dritten Potenz der Strömungsgeschwindigkeit. Das gilt für alle Strömungsmaschinen, von Windrädern über Wasserturbinen bis hin zu Ventilatoren. Zur besseren Wahrnehmung wird die Leistung von Fluiden hier kurz als „v-hoch-3-Gesetz“ bezeichnet. Die von einer Strömungsmaschine gelieferte elektrische Energie ist schließlich das Produkt ihrer Leistung-mal-Zeit. Weil sich die Flügel von Windrädern nicht in einem Rohr sondern in freier Luft drehen, weisen nur Windräder noch die weitere Besonderheit auf, dass sich ihre Leistung aus dem v-hoch-3-Gesetz mindestens um den Faktor 0,59 verringert. Der deutsche Strömungsforscher Albert Betz veröffentlichte 1920 diesen oberen Grenzfaktor, der heute als Betzsches Gesetz bezeichnet wird.

Auch der Verwirrung stiftende Begriff „Nennleistung von Windrädern“ ist zu erläutern, denn Windradhersteller und auch der ÖRR sprechen immer nur von der Nennleistung. Bei Nennleistung würde man vielleicht an eine zeitgemittelte Windradleistung denken. Die Nennleistung ist aber etwas ganz Anderes, nämlich die Höchstleistung des Windrads bei maximaler Windgeschwindigkeit von stürmischen knapp 50 km/h, wobei diese Grenze vom Windrad-Generator gesetzt wird. Bereits ab etwa 30 km/h Windgeschwindigkeit fängt man damit an die Windrad-Leistung zu drosseln. Die Nennleistung kommt im wirklichen Betrieb kaum vor. Neben der Nennleistung ist man vermutlich auch von der einzig wirklich wichtigen Leistung eines Windrads überrascht, ihrer jahresgemittelten Leistung. Windräder liefern bei Flaute nämlich keinen Strom, sondern verbrauchen sogar ein wenig für die Aufrechterhaltung ihrer Hilfssysteme. Die jahresgemittelte Windradleistung Onshore und gemittelt über ganz Deutschland beträgt nur etwa 20 % der Nennleistung, Offshore kann sie bis zu 40 % erreichen.

Das v-hoch-3-Gesetz erklärt, warum die jahresgemittelte Windradleistung so klein ist. Beim halben Wert der Windgeschwindigkeit liefert das Windrad nicht, wie man irrtümlich vermuten könnte, die halbe Leistung, sondern nur ein Achtel oder 12,5 % von ihr, weil die dritte Potenz von 1/2 ein Achtel ist. Das v-hoch-drei-Gesetz belohnt große Windgeschwindigkeiten extrem und bestraft kleine Windgeschwindigkeiten ebenso extrem. Windräder in Schwachwindgebieten wie etwa dem Odenwald sind daher absolut widersinnig.

Bevor es mehr in die Details von Windrädern geht, einige anschauliche Vergleiche: So wird man kaum vermuten, dass bereits das Betanken eines Dieselautos im Vergleich mit der Leistung eines Windrads interessante Erkenntnisse liefert. Ein großes Standard Windrad wie die E 126 mit 7,6 Megawatt Nennleistung liefert Onshore nur 1,5 Megawatt reale gemittelte Leistung als die bereits erwähnten 20 % der Nennleistung. Die E 126 wiegt rund 3500 Tonnen, dazu kommt ihr Stahlbetonsockel etwa gleichen Gewichts. Sieben E 126 liefern 7 x 1,5 = 11 Megawatt bei insgesamt 50.000 Tonnen Aufwand an Stahl, Beton und weiterem Material. Auf der anderen Seite fördert der Zapfhahn einer Tankstelle etwa 0,7 Liter Diesel pro Sekunde oder 2000 Kilogramm pro Stunde. Multipliziert mit der bereits erwähnten Energiedichte des Dieseltreibstoffs von 5,3 Kilowattstunden-pro-Kilogramm (inklusive Carnot-Verlust des Dieselmotors), ergeben sich die gleichen 11 Megawatt Leistung wie von sieben E 126 Windrädern, bloß ohne 50.000 Tonnen Material in Landschaft und Waldböden.

Weitere anschaulichen Vergleiche: Um die 100 km Windräder im Mindestabstand hintereinander liefern die gleiche jahresgemittelte Leistung wie ein einziges großes Kohle- oder Kernkraftwerk, letztere aber wetterunabhängig. Die inzwischen mehr als 30.000 Windräder hierzulande enthalten so viel Stahl wie 20 Millionen PkW. Kraftwerke werden über 60 Jahre alt, Windräder nur 20 Jahre.

Für die nun vorgenommenen genaueren Vergleiche von Windrädern mit anderen Methoden der Stromerzeugung ist die Leistungsdichte als Leistung pro Fläche der passende Schlüssel. In den meisten Fachveröffentlichungen und auch hier wird als Fläche die von der jeweiligen Methode benötigte Bodenfläche genommen. Wie groß ist aber die Bodenfläche eines Windrads? Bei der Antwort ist zu beachten, dass Windräder fast nie alleine sondern immer zu mehreren in sogenannten Windparks aufgestellt werden, um den verfügbaren Platz optimal zu nutzen und die Unterbodenverlegung von Elektrokabeln zu optimieren. Die gegenseitigen Abstände von Windrädern dürfen dabei wegen Leistungsminderung durch gegenseitigen Windkannibalismus nicht zu klein werden. Der Platzbedarf jedes Einzelwindrads als optimaler Kompromiss ist dabei die achtfache Länge des Rotordurchmessers in Hauptwindrichtung mal der fünffachen Länge senkrecht dazu. Dies sind bei der schon erwähnten E 126 mit ihren 127 m Rotordurchmesser rund 600 Tausend Quadratmeter oder 60 Hektar als sogenannte „geschützte“ Bodenfläche des Windrads. Es sei vorab schon einmal der überraschend kleine Wert der Windradleistungsdichte von grob 3,6 Watt pro Quadratmeter Bodenfläche genannt, gültig für 2024, Onshore Deutschland, jahres- und ortsgemittelt. Er wird hier später noch belegt.

Noch eine Anmerkung zum Begriff Windpark: Diese vermutlich von Herstellern und dem ÖRR durchgesetzte Bezeichnung ist angesichts der von Windrädern zerstörten Landschaften und angesichts von Windrad-Anrainern, deren Häuserwerte in den Keller rauschen, nicht akzeptabel. Man sollte die sprachliche Vergewaltigung der Realität, Windräder mit einem Erholungspark zu assoziieren nicht akzeptieren, sondern zutreffend den Begriff Windindustrie-Fläche verwenden.

Weil zur korrekten sachlichen Beurteilung von Windrädern der ungewohnte Begriff Leistungsdichte kaum vermieden werden kann, ist die allgemeine Unkenntnis über Windradfakten nachvollziehbar und leider nur schwer zu beheben. Die letzte Instanz, die diese Beurteilung aber immer liefern wird, ist die Triade von extremen Stromkosten, Landschafts- und Naturzerstörung sowie Blackout-Gefahr. Leider macht es eine erhebliche technische Unkenntnis der Bevölkerung den Windradprofiteuren und dem ÖRR zu leicht, der Bevölkerung nicht vorhandene positive Eigenschaften von Windrädern vorzugaukeln und ihre Schäden herunterzuspielen.

Die Sonne macht den Wind  

Woher kommt eigentlich die Windenergie?  Sie ist umgewandelte Sonnenenergie, oder genauer, eine atmosphärische Wärmekraftmaschine erzeugt den Wind. Sie nutzt die unterschiedliche Aufheizung der Erdoberfläche durch die Sonne. Dabei entstehen zwei Wärmereservoire, die Tropen als warmes Reservoir und die beiden Erd-Pole als das kalte. Die Wärmekraftmaschine wird durch den Wärmetransport zwischen den Tropen und den beiden Erd-Polen angetrieben. Die zugehörigen physikalischen Details liefert die Thermodynamik und insbesondere der Carnot-Prozess.

Es ergeben sich nun drei Fragen: Welcher Anteil der auf die Erdoberfläche ankommenden Sonnenenergie ist Windenergie, welcher Anteil davon kann höchstens von Windrädern genutzt und wieviel davon wiederum kann höchstens zu elektrischer Energie umgewandelt werden? In einigen Fachveröffentlichungen wird dabei die gesamte Erdoberfläche betrachtet, ohne lokale und meteorologische Unterschiede zu berücksichtigen. Aus den Energiewerten, den 8760 Jahresstunden und der Gesamtoberfläche der Erde erhält man dann die jahres- und ortsgemittelten Leistungsdichten in Watt pro Quadratmeter Bodenfläche. Die Fachpublikation von Alex Kleidon, MPI für Biochemie in Jena, „Physical limits of wind energy within the atmosphere and its use as renewable energy: From the theoretical basis to practical implications.“ arXiv preprint arXiv:2010.00982 (2020), wählte diesen Weg und kam zu folgenden Ergebnissen: Die Sonne erzeugt 342 Watt Leistung pro Quadratmeter Boden, davon werden nur 0,006 % dieser 342 Watt zu Wind, und aus Windrädern bleiben schließlich nur noch 0,5 Watt pro Quadratmeter elektrische Leistung übrig. Die zweite Fachveröffentlichung  von Lee Miller und Mitautoren, Miller, Lee M., et al. „Two methods for estimating limits to large-scale wind power generation.“ Proceedings of the National Academy of Sciences 112.36 (2015): 11169-11174. kommt dagegen auf 1,1 Watt elektrische Leistung pro Quadratmeter Boden aus Windrädern, weil dort nur über eine große Region in den USA gemittelt wurde und auch etwas andere Voraussetzungen als die von Kleidon verwendet wurden. Die Ergebnisse beider Publikationen stützen sich auf theoretische Berechnungen, Simulationen mit Atmosphären-Modellen und auf Messungen. Speziell für Deutschland kann man es sich aber sehr einfach machen, weil alle erforderlichen Leistungsdaten aus den bereits vorhandenen Windrädern und ihren Stromlieferungen vom Umweltbundesamt und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme frei herausgegeben werden. Man erhält dann für Deutschland-Onshore-2024 die schon erwähnte orts- und jahreszeitgemittelte Windrad-Leistungsdichte von grob 3,6 Watt pro Quadratmeter. Grob, weil die Gesamtgröße der deutschen Windenergie-Flächen nicht genau bekannt ist.

Der Beitrag Windräder – mit der Energieerzeugung zurück ins Mittelalter (Teil 1) erschien zuerst auf EIKE - Europäisches Institut für Klima & Energie.