Wie ist der Aufbau und die Wirkungsweise einer WKA?

Eine Windkraftanlage (WKA) besteht aus mehreren Hauptkomponenten, die zusammenarbeiten, um Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Hier ist eine Übersicht über den Aufbau und die Wirkungsweise:

### Aufbau einer Windkraftanlage

1. **Rotorblätter**: Diese sind an der Nabe befestigt und fangen den Wind ein. Moderne Windkraftanlagen haben in der Regel drei Rotorblätter.

2. **Nabe**: Die Nabe verbindet die Rotorblätter mit der Hauptwelle und überträgt die Drehbewegung.

3. **Hauptwelle**: Diese Welle überträgt die Drehbewegung von der Nabe auf den Generator.

4. **Getriebe**: In vielen Windkraftanlagen ist ein Getriebe vorhanden, das die langsame Drehbewegung der Rotorblätter in eine schnellere Drehbewegung umwandelt, die für den Generator geeignet ist.

5. **Generator**: Der Generator wandelt die mechanische Energie der drehenden Welle in elektrische Energie um.

6. **Gondel**: Die Gondel beherbergt die Hauptwelle, das Getriebe und den Generator. Sie sitzt auf dem Turm und kann sich drehen, um die Rotorblätter in den Wind zu richten.

7. **Turm**: Der Turm trägt die Gondel und die Rotorblätter und hebt sie in eine Höhe, in der der Wind stärker und gleichmäßiger ist.

8. **Fundament**: Das Fundament verankert die Windkraftanlage im Boden und sorgt für Stabilität.

### Wirkungsweise einer Windkraftanlage

1. **Wind fängt die Rotorblätter ein**: Wenn der Wind weht, trifft er auf die Rotorblätter und übt eine Kraft auf sie aus, wodurch sie sich drehen.

2. **Drehbewegung wird übertragen**: Die Drehbewegung der Rotorblätter wird über die Nabe auf die Hauptwelle übertragen.

3. **Getriebe erhöht die Drehzahl**: In Anlagen mit Getriebe wird die langsame Drehbewegung der Hauptwelle in eine schnellere Drehbewegung umgewandelt, die für den Generator geeignet ist.

4. **Generator erzeugt Strom**: Der Generator wandelt die mechanische Energie der drehenden Welle in elektrische Energie um.

5. **Strom wird ins Netz eingespeist**: Der erzeugte Strom wird über Transformatoren und Leitungen ins Stromnetz eingespeist.

6. **Ausrichtung und Steuerung**: Die Gondel kann sich drehen, um die Rotorblätter optimal in den Wind zu richten (Yaw-System). Zudem können die Rotorblätter ihre Neigung ändern (Pitch-System), um die Effizienz zu maximieren und die Anlage bei zu starkem Wind zu schützen.

Windkraftanlagen nutzen also die kinetische Energie des Windes, um sie in mechanische Energie und schließlich in elektrische Energie umzuwandeln.