Jedes einzelne Windrad verliert im Betrieb über die Jahre durch Abrieb an den Flügelkanten hunderte Kilo Carbon-Mikrofasern, die sich in der Umgebung ablagern, in den Boden einregnen und so in das Trinkwasser und den Nahrungskreislauf gelangen. – Wusste ich bis vor kurzem nicht.
Angaben zum Umfang der witterungsbedingten Erosion bei WEA unter anderem im Vergleich zum Abrieb von Reifen oder dem Abrieb von Schuhsohlen.
https://www.abgeordnetenwatch.de/profile/bernd-mettenleiter/fragen-antworten/gibt-es-ihres-wissens-erkenntnisse-darueber-dass-es-bei-windraedern-carbon-abrieb-gibt-der-sich-dann-im
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Herausforderungen bei GFK/CFK: Abnutzung der Rotorblätter von Windkraftanlagen
Der Wissenschaftliche Dienst des Bundestages (WD) hat eine Stellungnahme zur Abnutzung der Beschichtung an Windkraftanlagen veröffentlicht. Es wurde festgestellt, dass die Rotorblätter dieser Anlagen aus einem Verbund von Kunstharzen (Epoxid oder Polyesterharzen) und Fasern (Glas- oder Carbonfasern) bestehen. Um den Erosionen durch Witterungseinflüsse wie UV-Strahlung, Wind und Temperaturwechsel entgegenzuwirken, werden Beschichtungsmaterialien aus Folien und Lacken in verschiedenen Forschungsprojekten optimiert.
abelle mit den bekanntesten Herstellern von Windrädern:
| Hersteller | Land | Spezialisierung | Besonderheiten |
|---|---|---|---|
| Vestas Wind Systems | Dänemark | Onshore, Offshore | Einer der größten Hersteller weltweit |
| Siemens Gamesa Renewable Energy | Deutschland/Spanien | Onshore, Offshore | Technologische Innovationen und Zuverlässigkeit |
| GE Renewable Energy | USA | Onshore, Offshore | Leistungsstarke Windturbinen |
| Nordex SE | Deutschland | Onshore | Maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Standorte |
| Enercon GmbH | Deutschland | Onshore | Hoher Wirkungsgrad, Fokus auf Innovation und Umweltschutz |
| Goldwind | China | Onshore, Offshore | Starke Präsenz auf dem asiatischen Markt |
| Suzlon Energy | Indien | Onshore | Führender Hersteller in Asien |
| MingYang Smart Energy | China | Onshore, Offshore | Kosteneffiziente und innovative Lösungen |
| Senvion (ehemals REpower Systems) | Deutschland | Onshore, Offshore | Einflussreiche Geschichte trotz finanzieller Schwierigkeiten |
| Envision Energy | China | Onshore, Offshore | Technologisch fortschrittliche Windkraftanlagen |
Diese Tabelle gibt einen Überblick über die führenden Hersteller von Windrädern weltweit, ihre Herkunft und ihre Spezialisierungen.
Bruch Windradflügel Euskirchen. Ursache IMMER noch Unklar
In der Nacht brach ein Flügel einer Windkraftanlage im Windpark bei Zülpich-Wichterich ab. Die Trümmerteile verteilten sich um die Anlage, und ein weiterer Flügel hängt noch teilweise am Mast. Der Bereich wurde weiträumig abgesperrt, um mögliche Gefahren durch herabfallende Teile zu vermeiden. Bürgermeister Ulf Hürtgen forderte die Überprüfung aller Anlagen in diesem Bereich. Glücklicherweise wurde niemand verletzt. Die Ursache des Vorfalls ist derzeit noch unklar.
Mehr Informationen finden Sie hier.
Windräder werden aus verschiedenen Materialien gebaut, die jeweils spezifische Anforderungen an Stabilität, Langlebigkeit und Effizienz erfüllen. Hier sind die Hauptmaterialien, die in Windkraftanlagen verwendet werden:
Hauptmaterialien für Windräder
- Stahl
- Verwendung: Hauptsächlich für Türme und Maschinenhäuser.
- Eigenschaften: Hohe Festigkeit, Langlebigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Wind und Wetter.
- Beton
- Verwendung: Türme (insbesondere bei Hybridtürmen, die sowohl aus Beton als auch aus Stahl bestehen).
- Eigenschaften: Hohe Druckfestigkeit, Kosteneffizienz bei der Herstellung großer Strukturen.
- GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff)
- Verwendung: Rotorblätter.
- Eigenschaften: Leicht, hohe Festigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit.
- CFK (Kohlefaserverstärkter Kunststoff, auch bekannt als Carbon)
- Verwendung: Hochleistungs-Rotorblätter.
- Eigenschaften: Sehr leicht, extrem hohe Festigkeit und Steifigkeit, hervorragende Ermüdungsbeständigkeit.
Verwendung von Carbon in Windrädern
Warum wird Carbon verwendet?
- Leichtigkeit und Festigkeit: Carbon ist leichter als GFK, was es ermöglicht, größere Rotorblätter zu bauen, die effizienter Energie aus dem Wind extrahieren können. Größere Rotorblätter bedeuten eine größere überstrichene Fläche und somit mehr potenzielle Energieerzeugung.
- Steifigkeit: Die hohe Steifigkeit von Carbon reduziert die Verformung der Rotorblätter unter Last. Dies verbessert die Effizienz und Lebensdauer der Blätter.
- Ermüdungsbeständigkeit: Carbon bietet eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, was bedeutet, dass es weniger anfällig für Schäden durch wiederholte Belastungen ist. Dies ist besonders wichtig für die langen Rotorblätter, die ständig wechselnden Windkräften ausgesetzt sind.
Fazit
Der Einsatz von Carbon in Windrädern, insbesondere in den Rotorblättern, trägt dazu bei, die Effizienz und Langlebigkeit der Anlagen zu erhöhen. Trotz der höheren Kosten im Vergleich zu GFK wird Carbon wegen seiner herausragenden mechanischen Eigenschaften und seiner Fähigkeit, größere und leistungsfähigere Rotorblätter zu ermöglichen, zunehmend verwendet. Dies hilft, die Gesamtleistung und Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen zu verbessern.
Carbon ist hochfest und leicht – kann aber beim Crash gefährlich werden. Insassen und Rettungskräfte müssen sich nach einem Unfall vor Staub schützen, vor allem aber vor Carbon-Rauch.
https://www.autobild.de/artikel/studien-unfall-mit-carbon-autos-5258034.html
Carbon-Mikrofasern Windrad Einflüsse auf die Umwelt
Die Umwelteinflüsse machen die Rotorblätter anfällig für Erosion, was zu Abnutzungen und Rissbildungen führen kann. Ein besorgniserregendes Phänomen ist der Abrieb an den Flügelkanten, der dazu führt, dass jedes Windrad im Betrieb über die Jahre hunderte Kilogramm an Carbon-Mikrofasern verliert. Diese Mikrofasern können sich in der Umgebung ablagern, in den Boden einregnen und so in das Trinkwasser und den Nahrungskreislauf gelangen.
Video Windräder Carbon zu den Auswirkungen nahe von Trinkwasserquellen
Ein kurzes Video verdeutlicht die Brisanz des Einsatzes von Windkraftanlagen in der Nähe von Trinkwasserquellen. Dies ist besonders alarmierend, da der Abrieb der Carbon-Mikrofasern an den Windrädern dazu führen kann, dass das Trinkwasser kontaminiert wird. Dieser Umstand ist vielen Menschen nicht bekannt und kann schwerwiegende Folgen für die Gesundheit haben.
Problematik am Beispiel des Windparks Harthäuser Wald
Ein Beispiel für die potenziellen Gefahren zeigt sich am Windpark Harthäuser Wald, dem größten Windpark in der Region. Die dortigen Windräder tragen zum Problem bei, da sie kontinuierlich Carbonfasern abreiben, die sich in der Umgebung ablagern und somit das Trinkwasser gefährden können. Die möglichen Auswirkungen auf die Qualität des Trinkwassers sind besorgniserregend und erfordern dringende Maßnahmen.
Konsequenzen und Handlungsbedarf
Frage bekannt, ob und in welchem Umfang Mikroplastik freigesetzt wird. Dass das Material, welches sich durch Erosion löse, in der Umwelt lande, ließe sich nicht bestreiten. Insbesondere bei Offshore-Anlagen würden die Blätter erst dann getauscht oder repariert, wenn es sich gar nicht mehr vermeiden ließe, d.h. der Erosionsschaden schon erheblich sei.
https://www.bundestag.de/resource/blob/817020/27cf214cfbeaac330d3b731cbbd8610b/WD-8-077-20-pdf-data.pdf
Die Erkenntnisse aus einer Drucksache des Bundestages zeigen, dass der mikroplastikhaltige Abrieb pro Anlage pro Jahr erheblich ist. Mit zunehmender Anzahl und Größe der Anlagen steigt auch die Menge an abgeriebenen Mikrofasern, die die Umwelt belasten. Dies stellt eine ernsthafte Gefahr für die Gesundheit und Umwelt dar und erfordert eine gründliche Überprüfung und möglicherweise eine Neubewertung der Windkraftanlagenstandorte.
Schlussfolgerung
Die Problematik des Abriebs von Rotorblättern von Windkraftanlagen ist ein drängendes Thema, das eine umfassende Untersuchung und geeignete Maßnahmen erfordert, um negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit der Bevölkerung zu minimieren.
Windkraftanlagen, sowohl an Land als auch im Meer, bieten zahlreiche Vorteile, sind jedoch auch mit einigen Nachteilen verbunden.
Vorteile UND Nachteile von Windräder auf Land und See
Zu den wichtigsten Vorteilen von Windrädern gehört ihre Umweltfreundlichkeit. Windkraft ist eine saubere Energiequelle, die im Betrieb keine schädlichen Treibhausgase produziert. Dies trägt zur Reduzierung der globalen Erwärmung bei und hilft, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Windkraftanlagen benötigen im Vergleich zu anderen Energiequellen relativ wenig Platz, insbesondere Offshore-Windparks, die weit entfernt von bewohnten Gebieten errichtet werden können. Dies minimiert die Beeinträchtigung von Mensch und Natur.
Ein weiterer Vorteil ist die wirtschaftliche Entwicklung. Der Ausbau der Windenergie schafft Arbeitsplätze in der Planung, dem Bau, der Wartung und dem Betrieb der Anlagen. Zudem können Gemeinden von den Einnahmen aus Pachtverträgen und Steuern profitieren. Windenergie bietet auch eine stabile und kostengünstige Stromversorgung, da die Kosten für Windenergie in den letzten Jahren erheblich gesunken sind.
Allerdings gibt es auch Nachteile. Ein bedeutender Nachteil von Windrädern ist ihre Abhängigkeit vom Wind. Windstärke und -verfügbarkeit variieren, was zu unregelmäßiger Energieproduktion führen kann. Dies erfordert oft zusätzliche Speicherlösungen oder Backup-Energiequellen, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Zudem können Windkraftanlagen, insbesondere an Land, als störend empfunden werden. Sie können Lärm verursachen und das Landschaftsbild beeinträchtigen. Anwohner klagen manchmal über den sogenannten „Infraschall“, der gesundheitliche Auswirkungen haben könnte.
Umwelteinflüsse sind ebenfalls ein Thema. Windräder können Vogel- und Fledermauspopulationen gefährden, wenn sie in Migrationsrouten oder Brutgebieten errichtet werden. Im Meer können Offshore-Anlagen die Meeresökosysteme beeinflussen, obwohl sie gleichzeitig künstliche Riffe bilden können, die einigen Meereslebewesen zugutekommen.
Die Kosten für die Installation und Wartung von Windrädern sind ein weiterer Nachteil. Insbesondere Offshore-Anlagen sind teuer in der Errichtung und erfordern spezialisierte Technik und Personal für die Wartung. Die wirtschaftliche Rentabilität hängt stark von staatlichen Subventionen und Förderprogrammen ab.
In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Vorteile und Nachteile von Windkraftanlagen zusammengefasst:
| Vorteil | Nachteil |
|---|---|
| Umweltfreundlich, keine Treibhausgase | Abhängigkeit von Windstärke und -verfügbarkeit |
| Geringer Platzbedarf | Lärmbelästigung und Landschaftsbeeinträchtigung |
| Schaffung von Arbeitsplätzen | Gefährdung von Vogel- und Fledermauspopulationen |
| Kostengünstige Stromversorgung | Hohe Installations- und Wartungskosten |
| Einnahmen für Gemeinden | Beeinflussung der Meeresökosysteme (Offshore) |
Insgesamt bieten Windkraftanlagen eine vielversprechende Möglichkeit zur nachhaltigen Energiegewinnung, doch es ist wichtig, die potenziellen Nachteile sorgfältig abzuwägen und Maßnahmen zu ergreifen, um negative Auswirkungen zu minimieren.
