Windkraftanlage

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Die kinetische Energie des Windes steigt mit der dritten Potenz seiner Geschwindigkeit – sie setzt sich zusammen aus der momentanen kinetischen Energie des Windes, die linear mit der Luftdichte (Masse pro Volumeneinheit) und mit der zweiten Potenz der Geschwindigkeit steigt, und einer weiteren Potenzierung durch den bei steigender Luftgeschwindigkeit zunehmenden Volumenstrom in der vom Rotor überstrichenen Querschnittsfläche. Die im Wind enthaltene Energie (E) bei einer Windgeschwindigkeit (v) und Luftdichte ρ, die senkrecht durch die kreisförmige Rotorfläche mit Radius r einer Windkraftanlage mit horizontaler Achse in der Zeit (t) strömt, ist durch folgende Formel gegeben:

Aufgrund des starken Anstiegs der Windenergie bei zunehmender Windgeschwindigkeit sind windreiche Standorte besonders interessant. Bei einer Luftdichte von 1,22 kg/m³, einer Windgeschwindigkeit von 8 m/s (≈ Windstärke 4 Bft) und einem Rotordurchmesser von 100 Meter beträgt die kinetische Energie der innerhalb einer Sekunde durch die Fläche des Rotorkreises strömenden Luft 2,45 Megajoule oder 0,68 kWh.