Aufbau und Technik von Windkraftanlagen im Außenbereich

windrad-3 KopieEine Windenergieanlage ist eine bauliche Anlage im Sinne des Baurechts. Nach Erstellung des Fundamentes nimmt die eigentliche Bauphase nur wenige Tage in Anspruch. Denn heutzutage werden die wesentlichen Bauteile außerhalb der Baustelle vorgefertigt und erst anschließend auf die Baustelle transportiert, wo sie dann nur noch zusammengesetzt werden müssen. Für den Aufbau ist ein großer Kran notwendig. Nach Abschluss der Rohbauphase müssen noch die Verkabelung gelegt und die notwendigen Abstimmungen zur Inbetriebnahme einschließlich Blitzschutzprüfung durchgeführt werden. Der Beton muss anschließend aushärten. Die Errichtung des Turmes dauert entweder einige Stunden, wenn Stahlteile zusammengebaut werden müssen, oder einige Wochen, wenn der Turm ebenfalls aus Beton gegossen wird. Insgesamt liegt die Bauphase bis zur Inbetriebnahme heutzutage bei unter zwei Monaten.

Das Fundament

Für den Verpächter am wichtigsten ist die Grundkenntnis über die Fundamente von Windkraftanlagen. Das Fundament sichert die Standfestigkeit der Windenergieanlage. Da es sich fast immer um ein Schwerkraftfundament handelt, muss durch ein vorab eingeholtes Bodengutachten die Tragfähigkeit der umliegenden Erdschichten genau analysiert werden. Die Errichtung des Fundamentes erfolgt durch Aufbau der Verschalung, welche anschließend mit Beton vergossen wird. Zuvor sind leistungsfähige und der Blitzschutz vorbereitet worden. Um den Dom mit dem Fundament verbinden zu können, muss schließlich ein so genanntes Fundament Einbauteil als Verbindungselement vor dem Gießen des Betons angebracht werden.
Die meisten Fundamente sind so genannte Flachgründungen. Sie bestehen aus Beton und Stahl. Bei weichem Untergrund werden zusätzlich Pfahlgründungen eingesetzt. Hier ist besonderes Augenmerk auf eine ordentliche Beseitigung nach Verrageende zu legen. Die Nenn-Leistung von Windenergieanlagen hat sich von 30 kW im Jahre 1980 auf bis zu 7,5 MW im Jahre 2010 gesteigert. Der Rotordurchmesser betrug 1980 durchschnittlich 15 m, im Jahre 2010 waren es bereits 126 m. Die Nabenhöhe betrug 1980 durchschnittlich 30 m, 30 Jahre später sind es bereits 135 m.

Turm

Der Turm ist das größte und schwerste Bauteil einer Windenergieanlage. Sein Gewicht kann mehrere 100 t betragen. Die Höhe des Turmes ist standortabhängig. Im Wald oder in der Nähe von Wohngebäuden kommen höhere Türme zum Einsatz, da die Windgeschwindigkeiten höheren Luftschichten zunimmt und gleichzeitig die Turbulenzen abnehmen. An anderen Standorten sind kleinere Türme ausreichend, soweit dort schon in einer geringen Höhe ausreichende Windgeschwindigkeiten herrschen.

Maschinenhaus und Antriebstrang

Das Maschinenhaus wird auch Gondel genannt. Im Maschinenhaus findeen sich der Turmdrehkranz, die Steuerung, Hydraulik und Kühlung. Die Übertragung der Drehbewegung vom Rotor zum Generator, der den Strom produziert, geschieht über den Antriebstrang. Er enthält Getriebeeinheiten, Kupplungen und Bremsen. In manchen Fällen kommt der Triebstrang sogar ohne Getriebe aus. Die Rotordrehzahl liegt in der Regel zwischen 6-20 Umdrehungen/min. Die Generatordrehzahl ist deutlich höher und beträgt zwischen 900 und 2.000 Umdrehungen/min.

Der Generator

Der Generator erzeugt 3-Phasen-Wechselstrom wie jedes Stromkraftwerk. Die Spannung hängt von der Leistungsklasse der Windkraftanlage ab und beträgt bei kleinen Anlagen bis 10 kW 120 V bis 240 V, bei großen Anlagen ab 600 kW 690 V. Diese Grundspannung wird mit einem Transformator hinter dem Generator auf 20 kV bis zu 110 kV „hoch gespannt“, um sie der umliegenden Netzspannung vor der Einspeisung anzupassen.

Der Rotor

Der Rotor besteht aus Nabe und Blättern. Die Blätter müssen verstellbar sein, um eine Überlastung der Anlage bei starken Windgeschwindigkeiten zu verhindern. Zum Bremsen des Rotors kann jedes Blatt beliebig gedreht werden.

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Alexander Meier-Greve, 39, ist Rechtsanwalt in Berlin und betreut seit Jahren Mandanten im Bereich des Grundstücksrechts und des Rechts der erneuerbaren Energien. Der veröffentlichte Artikel ist aus der täglichen anwaltlichen Praxis des Autors entstanden. Er soll dem Leser nützliche Überblicksinformationen liefern, kann aber eine rechtliche Beratung im Einzelfall nicht ersetzen. Für inhaltliche Richtigkeit und Aktualität kann keine Gewähr übernommen werden.

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