Der Wind, das himmlische Kind

Kai Dürfeld Antje Kraemer Photography 30. September 2019

Ohne Elektroenergie wäre das heutige Leben kaum denkbar. Um diese zu erzeugen, müssen aber nicht immer fossile Energieträger verbrannt oder Staudämme gebaut werden. Denn mit dem Wind stellt die Natur eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle zur Verfügung, die sich der Mensch schon seit Jahrtausenden nutzbar macht. Doch was ist Wind und wie kann man ihn nutzen?

Er ist allgegenwärtig und doch verschwenden wir kaum einen Gedanken an ihn – den Wind. Doch wenn wir uns einmal näher mit ihm auseinandersetzen, sehen wir eines schnell. Er kann mehr, als nur unsere Haare zu zerzausen oder Bäume zu entwurzeln.

Was ist eigentlich Wind?

Im Prinzip ist Wind nichts anderes als Luftmassen in Bewegung. Aus dieser eher banalen Erklärung wird aber schon ersichtlich, dass in ihm jede Menge Energie steckt. Denn auch wenn der Physikunterricht schon eine Weile her ist, kommt jedem noch der Begriff der kinetischen Energie bekannt vor. Diese Energie der Bewegung definiert sich als Masse mal Geschwindigkeit zum Quadrat geteilt durch 2. Demnach ist Wind etwas salopp gesagt pure Energie.

Sieht man von lokalen Besonderheiten einmal ab, gibt es zwei große „Motoren“, welche die Luftmassen in Bewegung halten. Zum einen ist dies die Sonne. Ihre Strahlen erwärmen die Erde – aber eben nicht gleichmäßig. Diese Temperaturunterschiede führen zu unterschiedlichen Luftdrücken und die wiederum setzen die Gase in unserer Atmosphäre in Bewegung. Aber auch die Erde selbst ist am Wind beteiligt. Die Erdrotation sorgt dabei für die sogenannte Coriolis-Kraft und diese wiederum für riesige Luftwirbel in der Atmosphäre.

Wie kann Wind genutzt werden?

Geht man einmal davon aus, dass die Sonne noch eine Weile scheint und sich die Erde weiter dreht, kann man die Windenergie als unerschöpflich bezeichnen. Sie nutzbar zu machen wussten bereits die Menschen des Altertums. Neben der Fortbewegung auf See mittels Segelschiffen wurde der Wind vor allem zur Verrichten mechanischer Arbeit genutzt. Windmühlen oder windbetriebene Schöpfräder sind nur zwei Beispiele.

Das Prinzip dahinter ist denkbar einfach. Große Flügel oder Rotoren sind mit einer Drehachse verbunden und können über einen Mechanismus in den Wind geschwenkt werden. Die anströmende Luft versetzt die Flügel in Bewegung. Die Drehbewegung wiederum wird dann von der Achse abgegriffen und zum Betreiben der jeweiligen Maschinen genutzt. Moderne Windräder funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Nur wurden ihre Rotorformen nach den neuesten Erkenntnissen der Aerodynamik optimiert. Auch sitzen am Ende der Mechanik weder Schöpfrad noch Mühlstein sondern ein Generator. Dieser wandelt die kinetische Energie der Drehbewegung in elektrische Energie um.