Thema Grundlastfähigkeit einer grünen Energieversorgung: Heute früh um Punkt 8 Uhr wurde der Stromverbrauch in Deutschland zu 34,13 % aus Kohle erzeugt und zu 20,1 % aus Gas – das zeigen Daten des Anbieters Electricity Maps. Also kam mehr als die Hälfte des deutschen Stroms aus Fossilen Energieträgern. Dass der Solarstrom heute früh um 8 Uhr – wo es noch dunkel war – bei Null lag, versteht sich von selbst. Aber der Wind, der kann ja auch bei Dunkelheit wehen? Aber was, wenn der Wind nun mal nicht weht, wie er soll? Nur 11,19 % vom deutschen Stromverbrauch stammten heute früh aus der Windkraft.
Stromverbrauch zu mehr als 50 % aus Fossilen Energien – grundlegendes Problem
Pumpspeicher-Kraftwerke trugen heute früh immerhin 8,46 % zum deutschen Stromverbrauch bei. Auch erwähnenswert: 4,73 % des deutschen Verbrauchs stammte heute früh aus Importen aus Frankreich (Atomkraftwerke). Grundsätzlich ist es natürlich eine gute Sache, wenn weniger CO2 in die Luft gepustet wird, und wenn Erneuerbare Energien mehr Strom liefern. Aber dieser aktuelle Blick zeigt das grundlegende Problem, wenn man sich nur auf Wind, Sonne und Co verlassen will im Sinne der „Guten Sache“.
Das Problem mit der Grundlast
Natürlich kann man sagen: Der Blick selektiv auf heute früh 8 Uhr ist nur eine Momentaufnahme, zu anderen Tageszeiten sieht der Strom-Mix besser aus. Und natürlich kann man sagen: Lasst uns Kohle abschalten wie wir es bei Atom schon getan haben, und bei zu wenig Strom aus Erneuerbaren und einem echten Problem mit der Grundlast importieren wir eben mehr Strom aus dem Ausland. Nur ist das eben eine wacklige Nummer für einen stabilen Stromverbrauch, der nun mal konstant gewährleistet sein muss. Was ist, wenn das Ausland diesen benötigten Strom gerade nicht liefern kann oder will? Eine extrem energieintensive Volkswirtschaft in dieser Größenordnung braucht einfach eine gewisse Grundlast vor Ort, die Erneuerbare Energien nicht liefern können.
Und der Ausbau von zahlreichen Gaskraftwerken als Ersatz für Kohlekraftwerke ist auch noch nicht in Sicht. Aber man will raus aus Kohle? Das ist das Problem! Man kann gerne jede Menge neue Solaranlagen installieren, und man kann auch gerne (plakativ gesagt) 1 Million neue Windräder bauen. Aber um 8 Uhr morgens im Winter ist es dunkel, Sonnenenergie 0. Weht kein Wind, produzieren auch 1 Million Windräder keinen Strom! Im Zuge einer Wende zu einem Stromverbrauch, der auf „sauberer Energie“ basiert, ist die Grundlastfähigkeit der Stromerzeugung das Hauptthema, das die Politik lösen muss. Kohle abschalten? Gibt es dann genug Gaskraftwerke? Und genug sichere Bezugsquellen für Gas, die auch bezahlbar sind?
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„…importieren wir eben mehr Strom aus dem Ausland…“
„…Nur ist das eben eine wacklige Nummer für einen stabilen Stromverbrauch…“
In einer funktionierenden EU sollten die sonnenreichen Südländer eigentlich nicht als „Ausland“ gelten und genügend verlässlichen Solarstrom liefern, sofern die entsprechende Infrastruktur aufgebaut ist (ist sie leider noch nicht).
Das Speichern ist noch ein Problem, aber das wird die legendäre deutsche Ingenieurskunst doch lösen.
grundsätzlich haben wir aber genug Kraftwerkskapazität um unsere Last immer zu decken.
das sieht im Ausland z.b. in Frankreich ganz anders aus.
und was spricht gegen Import aus dem Ausland solange genug Kraftwerkskapazität vorhanden ist?
es handelt sich j nunmal um ein Strommarkt.
das sollte gerade aus einer Seite wie Finanzmarktwelt betont werden.
wir haben noch genug Kapazitäten um unseren Strombedarf selbst zu decken wenn wir bereit sind beliebig teuer zu produzieren (deshalb wird ja aktuell im Ausland Kapazität zugekauft weil es billiger ist als die Kraftwerke bei uns, was natürlich daran liegt dass der Betriebsstoffe durch die Regierung künstlich extrem verteuert werden gegenüber dem Weltmarktpreis!!!).
Wenn wir die Kohlekraftwerke außer Betrieb nehmen sind wir aber nicht mehr in der Lage den deutschen Strombedarf im Zweifelsfall aus eigener Kraft zu decken. Solange wir genug dafür bezahlen werden unsere Nachbarn im Rahmen ihrer Möglichkeit uns natürlich gerne aushelfen, ebenso wie Sie uns gerne überschüssigen Wind und Solarstrom zu Negativpreisen abnehmen wenn sie ihn gebrauchen können!!!
Spannend wird das wenn die Stromerzeugung im Verbundnetz insgesamt dann mal nicht mehr ausreicht, ob die Nachbarn dann einen Gesamtzusammenbruch riskieren nur um die deutschen Sonderlinge zu retten wage ich zu bezweifeln…
Wer aus Ideologie und Egoismus seine AKWs abschaltet kann so lange für die Nachbarn damit Geld zu verdienen ist bestimmt auf deren Solidarität hoffen, aber wenn es bei denen selber knapp wird wüsste ich als Nachbar auch was ich mache…
wir haben nicht ansatzweise genug Kapazitäten.
selbst mit den letzten meilern 2023 hatten wir schon ein Defizit von bis zu 14GW.
seit den Atomausstieg 2011 kaufen wir Strom ein, sonst würde es zu ständigen Stromausfällen kommen.
Klar kaufen wir Strom ein, in der Regel verkaufen wir auch mehr Strom, es sei denn, Strom aus dem Ausland ist billiger als Stromproduktion in Deutschland. Aber wir haben auch ein strukturelles Problem. Da wir einen einheitlichen Börsenstrompreis in Deutschland haben, der Strom aber durch die nicht dafür vorgesehene Infrastruktur zu jeder Zeit überall verfügbar ist kommt es zu folgender irrwitzigen Situation. Pumpspeicherkraftwerke aus dem Alpenraum kaufen über die Strombörse Leipzig Strom für 0 cent, der in Bayern und BW für 8 cent produziert werden muss, da der Strom aus den abgeregelten Windparks aus der Nordsee nicht in der Menge transportiert werden kann. Dieser wird über das EEG-Konto vergütet und die Differenz zwischen Herstellungspreis BW/Bayern und Verkaufspreis Alpenländer muss auch subventioniert werden.
@Matthias Strauss
Sie beschreiben Extremfälle und Ausreißer im Worst-Case-Szenario. Das mag teilweise in den wenigen Zeiten von hoher Überschussproduktion durch Windkraft im Norden mit nachfolgenden Dispatch- und Redispatchmaßnahmen in der Mitte Deutschlands der Fall sein, ist jedoch nicht die Regel.
Das Problem in diesen Fällen besteht natürlich ebenso und vor allem im Inland selbst. Bayern und BW (und dazu ebenso BASF mitten in der Region mit dem anfälligsten und rückständigsten Stromnetz) benötigen extrem viel elektrische Energie. Die Industrie dort kauft ebenfalls an der Strombörse Leipzig Strom für 0 Cent ein. Und das, obwohl genau deren langjährige Versäumnisse in der Infrastruktur ursächlich dafür sind, dass regionale Kraftwerke mit deutlich höheren Gestehungskosten trotz oder gerade wegen genügend eigenem günstigem Strom in Betrieb genommen werden müssen.
Was davon in diesen Situationen für die Pumpspeicher ins alpine Ausland fließt, ist eher nebensächlicher Kollateralschaden.
Das von Ihnen angesprochene strukturelle Problem liegt vor allem in der Ausgestaltung der inländischen Netzgebühren, mittels derer die Realitäten völlig auf den Kopf gestellt werden: Wer das marodeste Stromnetz und die meiste Dampfzeittechnologie besitzt, hat die günstigsten Strompreise.
Ein Relikt aus Zeiten rückständiger und korrupter Politiker, Entscheider und Leistungsträger, die oberflächlich eine Energiewende wollten, aber eigentlich nicht wirklich. Einen Ausstieg aus Kernkraft, aber auch nicht, dann wieder schon, dann nicht. Vor allem aber eine fatale Abhängigkeit von russischem Erdgas, das als wundersames Allheilmittel in den Sektoren Wärme, Industrie und Strom betrachtet wurde. Wankelmütige, zögerliche und naive Entscheider, deren Geschäftsmodell und Konzept für eine der größten Volkswirtschaften auf Exportwirtschaft, vordergründig billiger Russenenergie und blindem Vertrauen in noch billigere Lügen eines imperialistischen Diktatoren beruhte.
Bayern und BW haben es seit 20 Jahren komplett versäumt und vergeigt, einen ausgewogenen Mix an erneuerbaren Kraftwerken zu installieren. Man setzt viel zu spät und nun auch noch zu einseitig auf PV und hat keinen tragfähigen Plan A, B oder C für den Winter. Das Gros von Zeiten negativer Strompreise liegt in den eher windarmen und sonnenreichen Monaten April bis Oktober, wenn in Süddeutschland Strom zum Abwinken produziert wird.
Genau dann allerdings müssen in Bayern und BW keine Kraftwerke zu 8 Cent produzieren, sondern PV-Anlagen zu 3 bis 6 Cent Gestehungskosten und 0 Cent Grenzkosten. Und aus dem EEG-Konto wird gar nichts subventioniert oder vergütet, weil die Abrechnung nach monatlichem Durchschnitt erfolgt, nicht nach stundenweisen Momentaufnahmen.
Nebenbei bemerkt, gilt Ihr beschriebenes Problemszenario nicht nur für Deutschland, sondern auch für andere Länder. Wir leben zum Glück in einem europäischen Markt fernab von kleinstaatlichen nationalen Interessen (mit Ausnahme einiger windiger Spezialstaaten, die nationale Spezialoperationen zum Wohle innerstaatlicher souveräner Belange durchzuziehen versuchen).
Produzieren z.B. die französischen Kernkraftwerke zu viel Strom, weil an viel zu warmen Wintertagen viel weniger geheizt wird und die erneuerbaren Kraftwerke zusätzlich einspeisen, gibt es auch dort den Strom an den Börsen geschenkt, obwohl die Gestehungskosten deutlich höher liegen. Vergleichen Sie einmal die jährlichen Strom-Handelsbilanzen Frankreichs mit dem alpinen Pumpspeicher-Nachbarn (20,9:4,6 TWh) und dazu die deutschen (7,0:8,0 TWh), dann wissen Sie, wo der eigentliche Irrwitz liegt.
Ähnlich gelagert ist die Marktsituation in Dänemark, Norwegen, Schweden, Niederlande, Spanien etc., also in allen Ländern, die über genügend Kapazitäten verfügen, um überhaupt Überschüsse erzeugen zu können. Selbst ein Alpenland mit Pumpspeicherkraftwerken, viel Wasserkraft und Kernkraft ist vor solchen Situationen nicht gefeit.
Nur tritt die Situation dort jahreszeitlich verschoben auf, etwa zur Schneeschmelze und in regenreichen Monaten. Leider und warum auch immer, wird diese Tatsache nie sonderlich laut und publikumswirksam erwähnt, obwohl sie die andere Hälfte der Realität verkörpert.
Der deutsche Stromhandel insgesamt weist in den „erneuerbaren“ Rekordmonaten Dezember 2023 und Januar 2024 in der Summe Exportüberschüsse auf. Sowohl, was die Liefermengen betrifft, als auch die vereinnahmten und bezahlten Geldsummen. In der differenzierten Detailbetrachtung gegenüber Frankreich sind es interessanterweise gegenläufige mengenmäßige, aber keine preislichen Defizite.
Und das natürlich nicht, weil die eigene Produktion nicht ausreichen würde, es besteht ja in der Summe ein Überschuss. Sondern weil tagsüber in Frankreich weniger elektrisch geheizt werden muss und die Lastkurven dort deutlich flacher verlaufen. Was tagsüber die Industrie verbraucht, saugt in der Freizeit der Privatsektor. Und die Kernkraftwerke werkeln derweil ständig im oberen Leistungsbereich vor sich hin, eine einmal aktivierte radioaktive Zerfallskette und Nachzerfallswärme lässt sich schließlich nicht durch Steuerstäbe einfach zähmen.
Ihr Kommentar beginnt mit einer sehr pauschalen und undifferenzierten Aussage: „Klar kaufen wir Strom ein, in der Regel verkaufen wir auch mehr Strom, es sei denn, Strom aus dem Ausland ist billiger als Stromproduktion in Deutschland.“
Inzwischen verkaufen „wir“ übers Jahr betrachtet weniger Strom, als „wir“ einkaufen. Und das ist sehr gut so. Denn es gibt kein pauschales WIR.
Der weitaus überwiegende Regelfall ist, dass deutsche Stromversorger und Direkteinkäufer wie die Industrie dann im Ausland einkaufen, wenn Strom dort günstiger ist. Und deutsche Stromerzeuger exportieren vor allem dann, wenn die Nachfrage aus dem Ausland wegen dort fehlender eigener Kapazitäten – und nicht wegen niedriger Preise in Deutschland – hoch ist. Also von November bis Februar.
Hier muss ganz klar zwischen Erzeugern, Zwischenhandel und Verbrauchern unterschieden werden.
Eine pauschalisierende Aussage von „WIR“ oder Deutschland ergibt überhaupt keinen Sinn.
Immer diese lächerlichen Momentaufnehmen.
Nichts begriffen. Von wegen lächerlich und Momentaufnahme. Bitte mal die täglichen Bilanzen z.B. seit Anfang Dezember bis heute anschauen. Und mal recherchieren, was mit den ständig schwankende Zuschaltungen der erneuerbaren Energie in die Netze für ein Aufwand anfällt, damit die Versorgung nicht zusammenbricht. Und dann regen sich noch die Erzeuger der Erneuerbaren maßlos auf, weil nicht eingespeist werden kann. Ja, aufregen kann man sich schon, aber als Verbraucher, da ja die Erzeuger trotzdem fürstlich entlohnt werden, durch die staatlich sanktionierten Abnahme, und die Preise steigen immer weiter. Ersatz sind einzig Kohle und Gaskraftwerke, mit „toller“ 2 CO2-Bilanz. Natürlich auch noch zu Erneuerbaren erklärten Biomassekraftwerke (im Prinzip Müll und Holverbrennung mit „gutem CO2). Da das ja die Grünen Entscheider nicht interessiert, fragt man sich, ob die entweder selbst nicht an den menschengemachten Klimawandel glauben oder sie grünlobbyistengesteuert sind.
Träumen Sie Mal schön weiter
Nachts ist es in den sonnigen Südländern aber auch dunkel, da kommt von dort auch nicht so viel Sonnenenergie…
Als Ingenieur kann ich Ihnen sagen das Speicherproblem ist in der Größenordnung wie es ohne grundlastfähige Kraftwerk auftritt nicht einfach lösbar. Die möglichen Lösungen sind zudem alle extrem teuer, und werden bei dem Versuch sie in dem Zeithorizont der der Regierung vorschwebt umzusetzen noch extrem teurer. Da „der Staat“ wir Steuerzahler sind, können Sie sich schon mal auf Strompreise einstellen da erscheint ihnen fossile Energie trotz der Strafsteuern immer noch wie ein Schnäppchen!!! Beim Umweltbundesamt ist einzusehen was das Grün geführte Amt selber für Preise für Strom Gas etc. die nächsten 10 Jahre erwartet. Da kann jeder sehen, dass die Erzählungen von Herrn Habeck eine Gasheizung würde bald quasi unfinanzierbar von den laufenden Kosten her reine Märchenerzählungen sind!!!
Unfug: wo gibt es von 7:00-8:00 Uhr morgens hinreichend Solarstem?
Bin im Südwesten und um 8:00 ging gerade die Sonne auf und Wind weht auch keiner. Und auch hier muss man kräftig Gas zufüttern (und für die, die es immer noch nicht verstanden haben: jede Verbrennung stößt CO2 aus, auch die von Gas!)
ehm, dass die Sonne im Norden und Süden, im Westen und Osten nicht gleichzeitig aufgeht, ist Ihnen schon bekannt, oder?
Aktuell wird nicht Speichern als Lösung gesehen, sondern grüner Wasserstoff, der zB aus Afrika importiert wird.
Ich vermute aber das es beides sein wird. Speichern um auch im Sommer abends und in der Nacht Strom zu haben und grüner Wasserstoff wenn im Winter kein Wind weht.
Natürlich wird jetzt der Verweis auf das europäische Stromnetz kommen. Bei alledem gibt es aber einen Bruch in der Logik der Betrachtung. In der Logik der Fossil-Verbieter sollte Deutschland aus allen Fossilen aussteigen mit dem Hinweis auf die Lieferfähigkeit des Auslandes. Dieses liefert allerdings unter Einsatz von Fossilen. Nur nach der Denke der Fossil-Verbieter müßte doch das Ausland auch komplett aus den Fossilen aussteigen, weil…Klimakatastrophe. Nur wenn in Deutschland ein Winterhoch herrscht mit Hochnebel und kaum Wind, dann ist das auch so in Polen, Tschechien, Austria, Schweiz oder Belgien bis hinauf nach Dänemark. Woher dann der Importstrom ? Und wenn es den Fossilverbietern jedoch gar nicht darum geht, Polen oder Tschechien komplett auf Erneuerbare hinzuwünschen, warum dann in Deutschland ? Deutsche Atomkraft schlecht – französische Atomkraft gut ? Deutsche Kohle schlecht – polnische Kohle gut ? Mir hat noch keiner erklärt, wenn vom Atlantik bis an die Weichsel die Fossilen verboten sein sollten, wo dann genau der Strom im grenzüberschreitenden System herkommen soll !
“ Das Speichern ist noch ein Problem, aber das wird die legendäre deutsche Ingenieurskunst doch lösen.“ Der
Satz zeigt leider das Grundproblem in der Herangehensweise unsere grünen Regierung und den verbliebenen Anhängern dieses m.E. Sektenkultes – ein Wünsch-Dir-Was, ohne fähig und/oder bereit zu sein, die Wünsche kalkulatorisch zu prüfen (oder zumindest rechtzeitig unabhängige Fachleute ins Boot zu holen). Seit geraumer Zeit ist das weitere Pochen auf absolut unrealistischen grünen Ideologien lächerlich. Deutschland macht sich lächerlich. – Gut wäre es gewesen, die Ingenieure (mich z.B. :-) ) tatsächlich früh zu fragen. Der Witz ist, dass die Grünen im krassen Gegensatz dazu heute immer noch Kritik von logisch denkenden Menschen (Ingenieuren) zurückweisen. – Ich bin durchaus für Umweltschutz – allerdings ist auch klar, dass ich nach dieser Regierungszeit nie wieder grün wählen werde.
Das Glas ist halt für einige halb voll, für andere halb leer.
Wenn man es Vorwärtsgewand sehen will, wir leben ja der Gegenwart und Zukunft,
Erneuerbare die letzten 30-Tage-Durchschnitt: 65 % und das im Winter –> es waren vor 10 Jahren 15%
Evtl. kann man einen Fortschritt erkennen, je nach Bildung
Ja stimmt, 2010 Preis pro kWh 23,5ct – 2024 37,5ct. ( jeweils für Bestandskunden ). Den Fortschritt erkennen sogar Baumschulgebildete. ( Frankreich 25,8ct, Polen 17,7ct; Ungarn 9,5ct (!); Belgien 45ct; Dänemark 61ct ).
Damit der Fortschrittsgedanke auch außerhalb der Baumschule so richtig zum Tragen kommt habe ich Dänemark gerne mit in die Aufzählung genommen, quasi als Zielmarker all unseres Tuns. Schlichte Gemüter würden vielleicht sagen: „na siehste, die sind doch viel teurer als wir“. Jo. Im Moment. Denn die waren lt. statista 2023 bei 88% Nichtfossile Stromerzeugung. Also, die sind schon dort, wo wir noch hinwollen. 61ct. Fortschritt, Fortschritt, je nach Bildung…………….
@Matthias
Ein sehr (baumschul)gebildeter Kommentar 😏
Nun ja, 17 Eurocent/kWh, das ist nach heutigem Stand in etwa der anfängliche Mindest-Vergütungspreis ab Inbetriebnahme 2027 (sollte es tatsächlich denn endlich mal Wirklichkeit werden), der den Betreibern von Hinkley Point C für 35 Jahre garantiert werden musste. Das liegt Welten über den Markt-Strompreisen. Wegen der Kopplung der staatlich garantierten Strompreisvergütung für den Atomstrom an die britische Inflationsrate heißt das für den Endverbraucher selbstverständlich, zzgl. dynamisch steigendem Inflationsausgleich, Netzgebühren, Steuern und Abgaben.
Da im Königreich der Endkunden-Strompreis trotz Preisdeckel bereits im März 2023 bei 43 Cent/kWh lag, dürfte da ein erkleckliches Sümmchen auf die Verbraucher zukommen 😮
Die Nennung reiner, absoluter Preise ohne Kaufkraftbereinigung ist zwar bekanntermaßen ohnehin Schwachsinn, aber selbst da gibt es Klärungsbedarf. Denn mit Ihren genannten Preisen sind Sie wohl nicht ganz auf der Höhe der Zeit und dümpeln noch im Jahr 2022 herum.
https://strom-report.com/medien/strompreise-europa-karte-2022.png
https://strom-report.com/strompreise-europa/
Sehr ausgewogen übrigens, dass Sie ganz vergessen haben, Länder wie Italien oder Spanien zu nennen, die mit viel fossilen und im Falle Spaniens auch nuklearen Kraftwerken dennoch über dem deutschen Niveau liegen.
Aktuell sind die teuersten Länder Irland, Niederlande, Liechtenstein, Belgien, Rumänien, Italien und Luxemburg mit Preisen zwischen 45,1 und 30,1 Cent/kWh. Danach gleichauf Portugal, Dänemark und Deutschland mit 29,8 Cent/kWh.
Zumindest laut Eurostat, vielleicht haben Sie ja alternative und bessere aktuelle Quellen, die Ihre Zahlen stützen?
Also immer auf Vergleichbarkeit und Aktualität achten, je nach Bildung…
Ach ja, sehr interessant: „Schottland hätte aufgrund der nahezu idealen Windverhältnisse die mit weitem Abstand geringsten Erzeugungskosten und damit dann auch die niedrigsten Strompreise. London bildete das Gegenstück und wäre bei den Erzeugungskosten und Preisen das teuerste regionale Gebiet. Die Erwartung ist, dass energieintensive Industrien dann nach Schottland ziehen könnten.“
Schottland hätte aufgrund der nahezu idealen Windverhältnisse die mit weitem Abstand geringsten Erzeugungskosten und damit dann auch die niedrigsten Strompreise. London bildete das Gegenstück und wäre bei den Erzeugungskosten und Preisen das teuerste regionale Gebiet. Die Erwartung ist, dass energieintensive Industrien dann nach Schottland ziehen könnten.
Uups, sorry, das ist mir ganz am Ende statt der Quelle nochmal das Zitat reingerutscht:
https://www.fuchsbriefe.de/politik/europa/grossbritannien-plant-strommarktreform
Das ist Fluch und Segen zugleich am Zwischenablageverlauf bei der erweiterten Zwischenablage.
Stimmt, die von mir genannten Strompreise kamen von stromreport.de und bezogen sich auf 2022. Deswegen habe ich Ihnen nachfolgend die von statista für das 1.Hj. 2023 zusammengestellten Strompreise für Haushaltskunden incl. Mwst. und aller Steuern rausgesucht, veröffentlicht im Oktober 2023. Demnach liegen die Preise für Haushalte mit Abnahme von 2500-5000kWh p.a. wie folgt:
1.Niederlande 47,5ct
2.Liechtenstein 43,5ct
3.Rumänien 42,0ct
4.Deutschland 41,25ct
5.Dänemark 38,1ct
6.Italien 37,8ct
7.Zypern 37,4ct
8.Tschechien 32,1ct
9.Litauen 28,1ct
10.Schweden 26,7ct
12.Irland 24,8ct
15.Frankreich 23,2ct
18.Luxemburg 20,1ct
22.Spanien 18,2ct
Meine alternative Quelle ist statista, ich bitte um Entschuldigung, was bess`res hab ich gerad nicht gefunden. Was für eine Quelle haben Sie zu bieten ? Wie Sie auf die kühne Aussage kommen, daß Spanien und Italien über dem deutschen Niveau liegen, müßten Sie dann auch erklären.
„..Nun ja, 17 Eurocent/kWh, das ist nach heutigem Stand in etwa der anfängliche Mindest-Vergütungspreis ab Inbetriebnahme 2027 (sollte es tatsächlich denn endlich mal Wirklichkeit werden), der den Betreibern von Hinkley Point C für 35 Jahre garantiert werden musste. Das liegt Welten über den Markt-Strompreisen….“ Ja das ist wirklich der Hammer. Wobei, dabei fällt mir ein, daß ich 2 PV-Anlagen auf zwei Dächern habe, eine ging 2008 mit einer garantierten Einspeisevergütung für 20 Jahre von 46,5ct/kWh ans Netz, die zweite 2010 mit einer Garantie von 39,5ct für 20 Jahre. Was Sie mir gerade mit Ihrem Beispiel sagen wollen, müßten Sie mir vielleicht auch noch mal erklären. Über 17ct Einspeisevergütung kann ich nur kichern…….
Desweiteren müssen Sie mir Ihren Gedanken zur Kaufkraftbereinigung auch noch erklären, bei mir hakt´s da, am besten mit dem Beispiel Luxemburg/Deutschland. Ich glaube, damit verstehe ich es am Besten.
Ansonsten haben Sie natürlich vollkommen recht, deswegen läuft´s ja auch gerade so Klasse in Deutschland.
@Matthias
Ihre Quelle war nicht stromreport.de, sondern strom-report.com. Alleine schon bei den Quellenangaben erkennt man die ganze Seriosität Ihrer Argumentation.
Und nun nennen Sie Zahlen für das 1. Halbjahr 2023. Sehr aktuell!
Ich habe Ihnen das 2. Halbjahr 2023 genannt, wenn Sie meinen Kommentar lesen, werden Sie auch die Quelle dazu finden. Kleiner Hinweis: Es ist dieselbe, die auch strom-report.com und vermutlich Statista (verbirgt sich hinter Bezahlschranke) verwenden.
Dass Spanien und Italien über dem deutschen Niveau lagen, bezieht sich auf Ihre ursprünglichen Uralt-Daten von 2022. Sie wissen schon, die Daten, bei denen Sie ganz selektiv und willkürlich Frankreich mit seinem staatlich massiv subventionierten Preisdeckel und Ungarn herausgepickt haben. Ungarn mit seinen russischen Spezial-Gasverträgen, bei denen die Welt noch in Ordnung ist. Dazu folgendes: „In Ungarn greift der Staat intensiv in den Energiemarkt ein. Die Strom- und Gaspreise werden stark subventioniert oder sind gedeckelt. In der 2. Jahreshälfte 2022 war der durchschnittliche Strompreis für Privathaushalte mit maximal 0,10 Euro pro Kilowattstunde in Ungarn der niedrigste innerhalb der EU (EU-Durchschnitt: 0,28 Euro). Noch größer war die Differenz beim Gas. Die Industriepreise für Strom und Gas lagen leicht über dem EU-Durchschnitt.„
https://www.gtai.de/de/trade/ungarn/branchen/ungarn-setzt-auf-erschwingliche-energie-1036382
„Der Strompreis für bis zu 2.523 kWh/Jahr beträgt 36 Forint (0,090 Euro) – das ist der ermäßigte Preis.
Für den darüber hinausgehenden Verbrauch beträgt der Preis 70,10 Forint (0,17 Euro)/kWh.
Der reale Marktpreis beträgt 268 Forint (0,67 Euro), aber die Bevölkerung zahlt nicht diesen realen Marktpreis, sondern 70,1 Forint (0,17 Euro).“
https://www.immocenter-ungarn.com/de/lp/Aktuelle-Strompreise-in-Ungarn.html
Und natürlich musste Dänemark herhalten, wo Sie aus einer statistischen Korrelation einen kausalen Zusammenhang konstruieren wollten. Seltsam, dass dort der Strompreis trotz noch mehr Windparks wieder gefallen ist, nicht wahr? Nach Ihrer Logik müsste der inzwischen die 70 Cent/kWh anpeilen.
Sie fragen etwas dümmlich-provokant, was ich Ihnen mit meinem Beispiel von Hinkley Point C sagen will?
Nun ja, dass mich Ihre Uralt-Zahlen aus 2008 und 2010 nicht sonderlich interessieren, weil ich in der Gegenwart lebe und mir eher Gedanken über die Zukunft mache. Und es ist nun einmal so, dass ein kWp Leistung im Jahr 2006 noch rund 6.500 Euro kostete, während der Wert heute bei rund 1.430 Euro pro kWp liegt. Das entspricht einem Preisverfall von 78%. In entsprechendem Maß (sogar noch etwas stärker) ist auch die Einspeisevergütung gefallen.
https://cms.zolar.de/wp-content/uploads/2021/11/230727-einspeiseverguetung-entwicklung-1024×576.png
Und da so oft von der unglaublich günstigen Kernkraft geschrieben wird, wollte ich diese Behauptung einmal auf den Prüfstand stellen. Sollte eine bewährte und längst ausgereifte Technologie nicht mit zunehmender Zeit immer günstiger werden?
Selbstverständlich erläutere ich Ihnen gerne auch das Thema Kaufkraftparität. Das ist schließlich so unfassbar kompliziert, dass es nicht für jedermann verständlich sein dürfte 😉
Durch die Kaufkraftparität wird angeben, wie viele Einheiten an jeweiliger inländischer Währung erforderlich sind, um die gleiche Menge an einer Ware oder Dienstleistung oder an einem Bündel von Waren und Dienstleistungen zu erwerben.
Dem Ansatz der Kaufkraftparität liegt zugrunde, dass der nominale Vergleich zweier Einkommen in zwei verschiedenen Ländern – ggf. im Falle verschiedener Währungen umgerechnet durch den reinen Wechselkurs – nichts darüber aussagt, wie viel man sich von diesen Einkommen leisten kann, d.h.: Wie hoch die dazugehörige Kaufkraft ist.
Ein sehr vereinfachtes Beispiel:
Person A ist Maurer, lebt und arbeitet in Portugal und muss für eine kWh Strom 29,8 Cent bezahlen.
Person B, ebenfalls Maurer, lebt und arbeitet in Deutschland und bezahlt 29,7 Cent pro kWh.
Der Strompreis ist also nominal praktisch gleich. Aber Person A verdient 2.000 € monatlich, während es bei B 2.624 € sind. Dem Maurer in Deutschland bleibt also bei identischem Stromverbrauch nach Bezahlen seiner Stromrechnung deutlich mehr Geld übrig, als dem portugiesischen Kollegen. Oder er kann fast ein Drittel mehr Strom verbrauchen und hat danach immer noch die gleiche Menge Geld für andere Ausgaben zu Verfügung.
Da allerdings auch noch das Preisniveau tausender anderer Güter und Dienstleistungen berücksichtigt werden muss, hier ein konkretes Beispiel von Destatis mit Stand Juni 2022 (da es sich lediglich um ein einfaches Rechenbeispiel zur Erläuterung handelt, spielt das Datum in dem Fall keine Rolle):
„In der Schweiz haben 1592,17 Schweizer Franken also die gleiche Kaufkraft wie 1000€ in Deutschland.
Ein Schweizer der 4000 Schweizer Franken verdient, muss in Deutschland ein Gehalt aushandeln in Höhe von 2512,30 € damit er die gleiche Menge an Waren und Dienstleistungen wie in der Schweiz erwerben kann.“
https://www.destatis.de/DE/Themen/Wirtschaft/Preise/Internationaler-Preisvergleich/Methoden/erlaeuterungen-kaufkraftparitaeten.html
Zurück zum Strompreis im 2. Hj. 2023.
Beispiel Rumänien:
Während der Strom nominal 33,7 Cent/kWh kostet, sind es kaufkraftbereinigt 60,9 PPS/kWh.
Luxemburg: 30,1 Cent/kWh, 23,2 PPS/kWh
Dänemark: 29,8 Cent/kWh, 22,5 PPS/kWh
Deutschland: 29,7 Cent, 26,6 PPS/kWh
Tschechien: 26,4 Cent/kWh, 31,5 PPS/kWh
EU gesamt: 23,3 Cent/kWh, 23,3 PPS/kWh
Deutschland liegt also an Rang 10 im Vergleich aller EU-Länder und etwa 14% über EU-Durchschnitt. Dieser wird allerdings, wie oben und auch nachfolgend nochmal aufgezeigt, durch stark subventionierte und gedeckelte Preise in Ländern wie Frankreich, Spanien, Ungarn, Polen u.a. stark verzerrt.
Polen 2023: „Privathaushalte zahlen bis zu einem Jahresverbrauch von 2.000 bis 3.000 Kilowattstunden den Strompreis aus dem Jahr 2022 in Höhe von rund 88,70 Euro je Megawattstunde. Die Verbrauchsobergrenze hängt unter anderem von der Anzahl der Personen in dem Haushalt ab. Darüber hinaus benötigter Strom schlägt mit maximal 147,50 Euro je Megawattstunde zu Buche, zuzüglich Umlagen und Gebühren. Die Kosten der Preisbremse schätzt Polens Regierung laut Angaben der Tageszeitung Rzeczpospolita auf 4,5 Milliarden Euro.“
https://www.gtai.de/de/trade/polen/wirtschaftsumfeld/polen-fuehrt-strompreisbremse-ein-917048
Ihr ganzes sinnloses Geschreibsel zielt lediglich darauf ab, mit inkommensurablen Zahlen einen Preisvergleich zu konstruieren, der das verbreitete Framing vom teuersten Strom der Welt in Deutschland und bei Windkraft im Allgemeinen aufrechterhalten soll. In Wirklichkeit liefern Sie nichts als uralte Zahlen, alternative Fakten, bestenfalls Halbwahrheiten.
Sie wären sicherlich ein guter Wahlkampfmanager für Donald Trump 😄
„Nur 11,19 % vom deutschen Stromverbrauch stammten heute früh aus der Windkraft.“
Biomasse, Wasserkraft, Pumpspeicher und Batterien wurden nur zu Bruchteilen genutzt. Wind also 11%, dazu die insgesamt installierten 14% aus Pumpspeichern und die 20% aus anderen Erneuerbaren wie Wasserkraft und Biomasse und die unvermeidlichen 2% aus erneuerbaren und nicht erneuerbaren Müllkraftwerken, macht 47%. Dazu die Importe, ergibt Pi mal Daumen etwa 60%. Plus Batteriespeicherkapazitäten, macht unterm Strich rund 75%.
Erdgas war mit 14 GW beteiligt, bei einer installierten Leistung von 35 GW.
Um das Fragezeichen in der Grafik mit Inhalten zu befüllen, an Batteriespeichern ist derzeit übrigens eine Leistung von 7,6 GW installiert, bei einer Kapazität von 11,2 GWh.
Für die regelmäßig wiederkehrende Angst- und Panikkampagne war der heutige Tag um 8 Uhr morgens nur bedingt geeignet. Da fand ich die Ausgabe vom 30.11.2023 dramaturgisch deutlich spannender und besser 😄
P.S. Im Süden Deutschlands wehte heute ein durchaus konstanter Wind bei veritablen Windgeschwindigkeiten. Nur leider haben es die dort verantwortlichen energiepolitischen Helden bisher versäumt, diese Energiequelle ausreichend zu erschließen.
Angst und Panik ist doch eher ein Stilmittel der Grünen („Atomangst“)…
Habe kürzlich mit meinen Studenten durchgerechnet dass die Gesamtkapazität aller E-Autos in Deutschland wenn sie voll geladen sind und niemand die Absicht besitzt eins zu fahren, bei einer Versorgungslücke wie wir sie im November und im Januar über fünf bzw drei Tage hinweg hatten, gerade mal für zwei Stunden reicht die Versorgungslücke zu decken…
Um sich auszurechnen wie lange bei einer Versorgungslücke von 50 GW batteriespeicherkapazitäten von 12 Gigawattstunden ausreichen, reicht eigentlich Dreisatz aus der Mittelstufe der Schule, naja vielleicht nicht aus einer deutschen Schule…
@Maschinenbauprofessor
Vielleicht habe ich im Studium nicht so gut aufgepasst wie Sie, aber lege ich Ihre Annahmen zugrunde dann ergibt sich:
Speicherdauer = Ladekapazität / durchschnittlich entnommene Leistung = 12 GWh / 50 GW = 0.24 h
Ich glaube, da müssen Sie mit Ihrer Studentenschaft nochmals nachrechnen. Oder übersehe ich etwas?
Gerade in der Konferenz Erneuerbare Energien: kein Mensch redet mehr über Grundlast. Heute geht es um Residuallast.
https://youtu.be/Xlqd9MYXUDo?si=7NKbOWu-CFxY8vhP
sehr interessant zu sehen wer die grössten akw-strom produzenten, ab der vergangenheit bis zur gegenwart sind.
und auch sieht man wie wir vom 4. platz naxh unten abrutschen und warum die ami’s aus dem pariser klimaabkommen raus sind.
vg md
Lieber Herr Kummerfeld!
ich bin mir natüŕlich bewusst, dass Sie die Strategien der Bundesregierung, von Energieunternehmen, von Energieforschenden und Think-Tanks bezüglich von „Dunkelflauten“ schon lange kennen (immerhin haben Sie ja eine journalistische Ausbildung und können recherchieren). Ich wiederhole sie hier einfach mal, da sie in Ihrem Artikel leider nichts darüber schreiben (oder vielmehr nicht schreiben wollen und Ihre Leser*innen in der Dunkelflaute belassen.). Diese Strategien sind der Aufbau einer grünen Wasserstoffproduktion und -lagerung zur Verbrennung in kompatiblen Gaskraftwerken und der bereits stattfindende Aufbau einer Batteriespeicherkapazität für kurzfristigen Strombedarf.
Ihr Artikel sagt eindeutig mehr über Ihre Schreibintention und die Ihres Chefredakteurs und über Ihren (Un)Willen zur argumentationsbasierten Auseinandersetzung mit den Vor-und Nachteilen einer in jedem Belang notwendigen Energiewende aus, als er wirklich informiert.
Mit freundlichen Grüßen
H. Müller
@H. Müller, und wo ist der grüne Wasserstoff? Der wird nie kommen, weil total unrentabel..daher funktioniert die gesamte Strategie nicht!
@Markus Fugmann: Was die Finanzmärkte (die ja die Zukunft handeln) vom grünen Wasserstoff halten, sieht man derzeit bei Nel Asa. Also fast nichts. Wobei ich denke, dass gelber Wasserstoff in Form von Tritium-Deuterium eine reelle Chance hat, den Energiemarkt zukünftig zu dominieren. Grüner Wasserstoff wird noch Jahrzehnte ein teures Nischenprodukt bleiben.
Ich hatte meine Wasserstoff ETFs schon in 2022 abgestoßen und habe gar keine EE-Unternehmen mehr im Portfolio.
Der grüne Stalinismus, die ständige Bearbeitung der EE-Skeptiker, die Klimakrisenhysterie und die Dämonisierung des Erdöls hat der Branche keine Rendite gebracht, die bei den Shareholdern angekommen ist.
Alles richtig gemacht. Ohne Hysterie: Wenn ständig Marktgesetze gebrochen werden, kann diese Industrie keine dauerhaften Werte schaffen.
Anna Luisa,
meine Fragen sind durchaus berechtigt und haben eher wenig mit Ihren Links zu tun.
Auf den Rotor einer Windkraftanlage wirken nämlich u. a. beachtliche horizontale Kräfte, wie man bisweilen an der Durchbiegung der Rotorblätter erkennen kann. Diese Kräfte werden über Turm und Fundament ins Erdreich abgeleitet. Wenn wie in Europa überwiegend westliche Winde herrschen, resultiert daraus eine Schubwrkung in Richtung der Erdrotation.
Bedenkt man, dass es sich schon bei einer Anlage dabei um mehrere Tonnen handeln kann, dürften nunmehr rund 500.000 weltweit eine möglicherweise nicht mehr vernachlässigbare Wirkung erzielen.
Es ist zudem erwiesen und ja auch zweckbestimmend, dass eine Windkraftanlage die lokalen Windverhältnisse beeinflusst. Das ist angeblich bis 50km hinter der Anlage sogar messbar, schließlich wandelt sie kinetische Energie in Strom um. Eine Vielzahl von Anlagen wird somit zweifellos den globalen Wind beeinflussen, sonst bräuchte man ja keine zu bauen.
Die kinetische Rotationsenergie der Erdkugel beträgt: 71’750’000’000’000’000 GWh
Das Moment der Windräder auf die Rotation der Erde ist insofern vernachlässigbar, zumal, wie Sie richtig schreiben, ein grosser Teil in elektrische Energie umgewandelt wird, aber auch in Wärme usw..
Bedenken Sie auch, dass die Winde global gesehen, zur selben Zeit in unterschiedliche Richtungen wirken, so dass sich die ohnehin verhältnissmässig geringen Kräfte, zum grossen Teil gegenseitig aufheben würden. Weiterhin weisst die Summe der Windräder eine sehr geringe Angriffsfläche auf, setzt man Sie z.B. ins Verhältnis zu den Gebirgen und hohen Gebäuden und alles was so in der Welt noch so rumsteht.
Dass die Windverhältnisse in der Nähe von Windrädern beeinflusst werden ist richtig, jedoch steht Wind unendlich zur Verfügung, da dieser immer wieder neu aus den Temperatur- bzw. Druckunterschieden der verschiedenen Schichten und Gebiete entsteht.
@Crashcow
Aus wissenschaftlicher Sicht ist das kompletter Unsinn. Allerdings: Mit riesig großem Aluminium-Sombrero zur Blockade rationaler Gedankenflüsse könnte natürlich etwas dran sein 😌
Die dabei wirkenden Kräfte sind im Bezug auf die Erdmasse völlig zu vernachlässigen. Die Größenordnung habe ich ja bereits angedeutet. Im Vergleich dazu finden deutlich wirkungskräftigere Massenumverteilungen im Erdinneren und an der Erdoberfläche statt, beispielsweise verursacht durch Magma- und Meeresströmungen, den globalen Wasserkreislauf oder das Abschmelzen von Eismassen in Polnähe. Auch das globale Abtauen der Gebirgsgletscher, die damit verbundene Verlagerung von Massenkonzentration durch flüssiges Wasser in Richtung Drehachse der Erde und die dadurch am Ende verursachte Verringerung des Trägheitsmoments durch den Pirouetteneffekt hat einen wesentlich höheren Einfluss auf die Geschwindigkeit der Erdrotation.
Die ist und war, ganz nebenbei bemerkt, ohnehin noch nie konstant und erfordert immer wieder sog. Schaltsekunden in der Zeitmessung.
Sogar der Effekt von Laubabwurf im Winterhalbjahr ist durch Massenverlagerung und veränderten Windwiderstand deutlich höher – in irgendwelchen Zehnerpotenzen weit rechts im Nachkommastellenbereich. Dieser Effekt ist ebenfalls mathematisch nachweisbar, inzwischen sogar messbar, aber dennoch viel zu gering, um irgendwie von Relevanz zu sein. Wenn überhaupt also, dann sollten Sie sich wesentlich mehr Gedanken um die massenweise Abholzung von riesigen Waldflächen machen, die freie Ebenen schaffen und die Erdrotation laut Ihrer lustigen und überflüssigen Windsegeltheorie verlangsamen müssten.
Oder um die Gravitation der Sonne, die durch coronalen Massenauswurf und Sonnenwinde langsam, aber beständig an Masse verliert; oder die Gezeitenkräfte des Mondes, der sich immer mehr von der Erde entfernt. Den beiden Schwergewichten gelang seit vielen Millionen Jahren eine Verlangsamung der Erdrotation von ca. 1,8 Millisekunden – in 100 Jahren.
Einen spannenden Gedanken von Ihnen möchte ich noch unbedingt aufgreifen:
“Bedenkt man, dass es sich schon bei einer Anlage dabei um mehrere Tonnen handeln kann, dürften nunmehr rund 500.000 weltweit eine möglicherweise nicht mehr vernachlässigbare Wirkung erzielen.“
Ein interessantes Argument. Denn bedenkt man, dass diese paar Tonnen Stahl vorher als Eisenerz viel näher an der Rotationsachse gelagert waren und nun hunderte Meter weiter oben das Trägheitsmoment erhöhen, ergibt sich daraus sicherlich eine interessante Rechenaufgabe für gelangweilte Aluhut-Träger mit wissenschaftlichem Anspruch.
Nochmal zurück zur lustigen Windsegeltheorie
Die aerodynamisch optimierte Form von Rotorblättern ist genau NICHT auf horizontalen Windeinfang durch Widerstand, sondern auf optimierte Anströmgeschwindigkeit, auf vertikale Umleitung – die maximal erreichbare Auftriebskraft eines Rotorblattes – ausgelegt. Ziel ist also genau nicht, sich dem Wind eindimensional entgegenzustellen, um seine Energie quasi horizontal in die Fundamente abzuleiten.
Dahin und daher tüfteln Physiker und Ingenieure seit Jahren erfolgreich an Windrädern herum und haben die Effizienz vervielfacht.
Ab dem Punkt wird es nun meinerseits teilweise ironisch, weil rein hypothetisch, theoretisch, vielleicht denkbar, aber so wenig beweisbar, wie irgendwie relevant. Wir begeben uns also auf Ihr Niveau von Quer-Schwörung.
Selbst, wenn Ihre lustige Segeltheorie zutreffen sollte, müssten sich die tonnenschweren Kräfte doch erst einmal auf Kontinentalplatten auswirken, nicht auf den Planeten als Ganzes. Denn der ist geologisch aktiv, kein Gesamtsystem mit starrer mechanischer Verbindung. Einzelne Kontinentalplatten schwimmen auf flüssigem Magma.
Je mehr Windkraft, desto mehr sollte sich doch Europa Russland annähern, wodurch das Uralgebirge etwas weiter angehoben wird.
Und ist es nicht das, was Sie und viele sich ersehnen? Wieder etwas näher an Moskau zu rücken, zurück in eine Scheinwelt, basierend auf scheinbar günstigen Energiequellen, mit gewissen Abhängigkeiten und viel Erpressungspotenzial?
Ganz am Ende lässt sich konstatieren: Sie scheuen sich nicht, lächerliche lokale pseudowissenschaftliche Argumente gegen Windkraft anzuführen. Auf tatsächliche globale Probleme wie den menschgemachten Klimawandel gehen Sie nicht ansatzweise ein. Sie verschieben Verantwortlichkeiten, konstruieren neue Ursachen, lenken von den eigentlichen Themen und Problemen ab.
Anna Luisa,
ich war schon geneigt, anhand der Ausführungen von @Permanix die Belanglosigkeit meiner Frage anzuerkennen. Ihr Kommentar lässt jedoch vermuten, dass die Auswirkungen der Windkraft möglicherweise doch nicht so gering sind, auch wenn es sicherlich nicht weniger wichtige Themen gibt.
In Anbetracht der von Ihnen erwähnten Endkopplung der Erdkruste vom Erdmantel, würden im Wesentlichen lediglich die Massenträgheitsmomente der Kontinentalplatten den Schubkräften der Windkraftanlagen gegenüberstehen, die jedoch um Größenordnungen geringer sind, als wenn man die gesamte Erdmasse zu berücksichtigen hätte.
Mir ist auch klar, dass die Rotorblätter vor allem Drehmomente für den Antrieb der Generatoren erzeugen sollen. Dennoch sind die ebenfalls entstehenden horizontalen Schubkräfte nicht zu unterschätzen, wenn man bedenkt, welche Biegemomente zur sichtbaren Auslenkung der Rotorblattspitzen um mehrere Meter nötig sind.
Daran ändert sich auch nichts, indem man mit anderen Aspekten vom Thema ablenkt oder Phrasen aus dem Hut zaubert, um der Sachlichkeit zu entkommen. Es dient bestenfalls der Relativierung, führt jedoch zu keiner Erkenntnis.
Ich kann auch nicht nachvollziehen, weshalb mein Kommentar mich in die Ecke der Verschwörungstheoretiker stellt. Allerdings gilt jemand der hinter jeder Frage eine Provokation vermutet landläufig als paranoid.
@ Permanix
Ich habe im Moment zwar keine konkrete Vorstellung welche Größenordnung die aus den Windkraftanlagen resultierenden Schubkräfte annehmen. Aber vermutlich werden sie im Vergleich zur Rotationsenergie der Erde verschwindend gering sein. Allerdings hat @Anna Luisa einen Sachverhalt aufgeworfen, der mir bisher nicht bewusst war. Weiteres in meinem Kommentar dazu.
Etwas skeptischer bin ich, was die Erneuerungsfähigkeit der globalen Winde betrifft. Die Atmosphäre kann offensichtlich in etwa das ausgleichen, was wie von Ihnen beschrieben durch Rauigkeiten der Erdoberfläche absorbiert wird. Anderenfalls müsste die Geschwindigkeit der globalen Winde mit der Zeit stetig zunehmen. Wenn die natürlichen Gegebenheiten jedoch einen ausgewogenen Zustand haben, steht genau genommen gar kein Windenergiepotenzial für die technische Nutzung zur Verfügung, in sofern die vorhandenen Strömungen erhalten bleiben sollen.
@Crashcow
Rotorblätter sind aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebaut. Als Fasermaterialien kommen Glasfasern und teilweise Kohlenstofffasern zum Einsatz. Die Kunststoffmatrix bildet ein Duroplast, meist Epoxidharz. Zusätzlich wird noch leichtes Balsaholz und Schaumstoff verwendet. Sie sind absichtlich so flexibel konstruiert, dass sie sich weit durchbiegen können, dazu benötigt es keiner enormen Schubkräfte.
Mit zunehmender Windgeschwindigkeit verändert sich auch der Anstellwinkel der Rotorblätter, bis er im Extremfall nahezu in Fahnenstellung steht. Die auf den Turm wirkenden Kräfte halten sich also stets deutlich mehr in Grenzen, als es optisch den Anschein haben mag.
Ich bedauere, dass ich Sie mit meiner scherzhaft gemeinten Behauptung erneut zum Grübeln angeregt habe. Wie ich bereits erwähnt hatte, war der Abschnitt mit dem Segeln auf Kontinentalplatten teilweise ironisch gemeint. So gibt es etwa keine europäische Platte, sondern eine gemeinsame eurasische, die bis Wladiwostok und China reicht. Somit müssten gleich fast zwei Kontinente auf Segeltörn gehen, wäre da nicht die Tatsache, dass die Hauptwindrichtungen in Südostasien den europäischen großteils entgegenwirken. Vielleicht drehen wir ja uns bald im Kreis und Nordsibirien darf auch einmal subtropisches Klima genießen… 😊
Und wäre es nicht ohnehin eher so, dass ein freies losgelöstes Surfen auf dem Magma nur die Platten etwas verschiebt, was sich aber wegen der Entkoppelung zum Erdmantel und Erdkern nicht auf die Rotationsgeschwindigkeit des ganzen Planeten auswirken würde?
Und überhaupt macht der Erdkern, was er will, hält an, beschleunigt, ändert seine Drehrichtung. Das hat ganz andere Auswirkungen, als die paar Windräder an der Oberfläche.
https://www.spektrum.de/news/hat-der-innere-erdkern-seine-rotation-verlangsamt/2101878
https://www.fr.de/wissen/erdkern-erde-drehung-innere-rotation-stopp-erdbeben-studie-geowissenschaft-news-relativ-erdmantel-zr-92046676.html
@Crashcow. Die Windräder absorbieren Kräfte und Energie und wandeln Sie in elektrische Energie um (hab mal irgendwo gelesen ca. 50% in elektr. Energie). Dann gibt es etliche Verluste in Form von Wärme, Lagerreibung, Generator, etc.. Bleibt wahrscheinlich nicht mehr viel übrig. Es ist ja das umgekehrte Prinzip eines Ventilators. Ein Ventilator würde aktiv Schub erzeugen, ein Windrad dagegen, nimmt die Energie doch auf.
Hier noch ein paar Erklärungen zur Entstehung von Wind:
Wind entsteht durch den horizontalen Luftdruckunterschied in der Atmosphäre. Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche ungleichmäßig, wodurch unterschiedliche Regionen unterschiedlich stark aufgeheizt werden. Land erwärmt sich zum Beispiel schneller als Wasser.
Wenn Luft über einem erwärmten Gebiet aufsteigt, entsteht ein Bereich mit niedrigem Druck. In Regionen, in denen die Luft aufsteigt, strömt Luft aus benachbarten Gebieten mit höherem Druck nach, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Dieser horizontale Druckausgleich erzeugt Wind.
Die Corioliskraft, die durch die Rotation der Erde verursacht wird, beeinflusst die Windrichtung. Auf der Nordhalbkugel wird der Wind nach rechts abgelenkt, auf der Südhalbkugel nach links. Dies führt dazu, dass die Winde auf der Erde einen gekrümmten Weg nehmen.
Große Wettersysteme wie Hoch- und Tiefdruckgebiete, Passatwinde, Westwinde und lokale Brisen sind Beispiele für die verschiedenen Arten von Winden, die durch diese Druckunterschiede und die Corioliskraft entstehen.
@ Anna Luisa,
mir liegen gerade keine konkreten Daten zu den Biegekräften an Rotorblättern vor. Ein interessanter Vergleich lässt sich jedoch ziehen. Beim Transport um enge Kurven werden Rotorblätter mitunter flach gedreht und an der Blattwurzel angekippt. Dabei biegen sie sich durch ihr Eigengewicht, was bei einem heute gängigen rund 60m langem Blatt etwa 20 Tonnen beträgt. Während des Betriebes werden die Blätter zeitweilig jedoch stärker in Richtung Turm gebogen als durch das Eigengewicht beim Transport. Weil eine Anlage meist 3 Blätter hat, dürfte der horizontale Schub dann also mindestens 60 Tonnen erreichen.
Hinsichtlich der Summe der Schubkräfte wird es sicherlich so sein, dass auf einer größeren Kontinentalplatte auch mehr Windräder stehen, womit sich am Kräfteverhältnis zwischen Schub und Trägheitsmoment nicht viel ändert.
@ Permanix
Die Entstehung von Wind ist ja hinlänglich bekannt, auch dass er durch Stau, Reibung und Abkühlvorgänge auf natürliche Weise wieder vergeht. Für die energetische Nutzung ist jedoch wichtig, dass die Atmosphäre mehr Wind erzeugt als die Natur aufzehrt. Ansonsten würde man mit Windkraftanlagen in einen Kreislaufprozess eingreifen und ihm Energie entziehen. Damit stellt sich die Frage, wie viel entzogen werden kann, ohne den Bestand zu gefährden.
@Anna Luisa. Die Flüssigkeit innerhalb einer rotierenden festen Hülle rotiert mit! Für die kinetische Rotationsenergie, ist folglich die Gesamtmasse der Erde zu berücksichtigen.
@Crashcow. Die treibende Kraft für Wind, ist die Sonneneinstrahlung und die daraus resultierenden Temperaturdifferenzen. Die Sonne hält sicherlich noch „ein paar Jährchen“.
Permanix,
daran habe ich auch keinen Zweifel. Die Frage ist, ob die dabei entstehenden Winde nach Abzug aller naturgegebenen Strömungsverluste überhaut Reserven für die Energieversorgung übrig haben. Wenn dem so wäre, müssten sich die Windgeschwindigkeiten der globalen Strömung seit Entstehen der Atmosphäre fortwährend erhöhen. Das wäre mir jedoch neu, weshalb ich von einem eingeschwungenen Zustand ausgehe.
@Permanix
„Die Flüssigkeit innerhalb einer rotierenden festen Hülle rotiert mit! Für die kinetische Rotationsenergie, ist folglich die Gesamtmasse der Erde zu berücksichtigen.“
Das ist mir schon klar. Die Überlegung war, ob abgekoppelte bzw. nicht starr verbundene und durch den Wind angetriebene Objekte, wie (abgesehen von der Reibungskraft) frei bewegliche Segelschiffe oder Segelflugzeuge (oder eben schwimmende Kontinentalplatten), nur ihre eigene Geschwindigkeit und relative Position verändern, oder dadurch auch die Rotationsgeschwindigkeit des gesamten Planeten beeinflussen. Das war ja die ursprüngliche Behauptung oder Frage von @Crashcow.
Einerseits erhöht sich deren kinetische Energie mit zunehmender Windstärke, andererseits wird diese Energie wiederum den Luftmassen „entzogen“, die ebenfalls Teil des Gesamtsystems sind und mit rotieren. Wind ist somit keine externe Krafteinwirkung – wie etwa Sonnenwinde oder das Schwerefeld des Mondes – sondern Teil dynamischer Wechselwirkungen in einem ständigen Austausch von Drehimpulsen verschiedener „Schichtungen“ (Kern, Mantel, Kruste, Atmosphäre) in einem geschlossenen System.
Die Rotationsenergie ist streng genommen ja die kinetische Energie eines starren Körpers.
Das trifft auf den Planeten Erde nicht wirklich zu. Im Mittelpunkt befindet sich ein fester Kern mit sehr hoher Dichte und Masse, der sich unabhängig von der Erdrotation bewegen kann und das auch tut – er ändert sogar regelmäßig seine Rotationsrichtung und -geschwindigkeit.
https://www.nature.com/articles/s41561-022-01112-z
Äußerer Kern und Erdmantel sind (zäh)flüssig, nur die dünne Kruste ist tatsächlich starr.
Letzten Endes wollte ich nur augenzwinkernd darauf hinweisen, dass auf unserem Planeten Kräfte in ganz anderen Dimensionen am Wirken sind, als Wind, der gegen Rotorblätter und Masten drückt.
Wobei diese Schubkräfte bei einem großen Windrad und dafür optimalen Windgeschwindigkeiten von etwa 14 m/s (50 km/h) bei entsprechender Rotorblattstellung beachtliche 1,3 MN erreichen können –sofern ich mich nicht verrechnet habe. Das entspricht etwa dem Schub beider Triebwerke der derzeit größten Flugzeuge. Hoffen wir einmal, dass die bis zu 250.000 Flugzeuge, die täglich starten und landen, nicht ebenfalls Einfluss auf die Erdrotation nehmen 😉
@Crashcow
Windgeschwindigkeiten in der unteren Atmosphäre haben sich in den vergangenen Jahrzehnten durch die Erderwärmung durchaus signifikant erhöht, zumindest über Meeres- und Küstenregionen – alleine seit 2010 haben sie weltweit um gut sieben Prozent zugenommen.
Da die Energie des Windes, die zur Umwandlung in Rotationsenergie zur Verfügung steht, mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit ansteigt, hat sich natürlich auch die Effizienz von WEA deutlich erhöht. Und eben durch diese dritte Potenz ist die Energie“entnahme“ längst nicht so unheilschwanger, wie Sie andeuten.
Bedenklich ist allerdings im Gegenzug, dass sich die Starkwinde der Jetstreams in 10 bis 15 Kilometern Höhe mit einstmals bis zu 500 km/h dramatisch abschwächen. Das führt zu den allseits bekannten Phänomenen, wie langanhaltende statische Hoch- und Tiefdruckphasen mit Hitze- und Dürrewellen, monatelange relativ milde Schlechtwetterphasen mit viel Regen und Wind im ehemaligen Winter, Hitzeglocken in hohen Breiten, eiskalte Wintereinbrüche in mittleren und sogar niedrigen Breiten.
Alles Entwicklungen, die deutlich mehr Anlass zur Sorge geben sollten…
P.S. Ich hatte ja bereits einmal angedeutet, dass die globalen Windrichtungen durchaus gegenläufig sind und sich dadurch die ohnehin unbedeutende Wirkung durch Schubkräfte an WEA neutralisieren dürfte. Dazu habe ich zwei Skizzen gefunden, die das anschaulich verdeutlichen:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Map_prevailing_winds_on_earth.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Earth_Global_Circulation_-_de.svg/2560px-Earth_Global_Circulation_-_de.svg.png
Anna Luisa,
dann liegen wir ja gar nicht so weit auseinander. Wenn der maximale Schub ca. 130 Tonnen beträgt und eine Windkraftanlage mit etwa 40% ihrer Nennleistung durchschnittlich läuft, drückt sie im Mittel mit gut 50 Tonnen gegen die Kontinentalplatte. Bei ca. 30.000 Rotoren schiebt also allein Deutschland mit etwa 1,5 Mio. Tonnen, wovon auf Grund der Windrichtungsverteilung der größte Teil nach Nordost und einiges nach Nordwest wirken. Wenn die anderen Europäer beim Ausbau der Windkraft mithalten, sind wir in Summe etwa beim 6-Fachen.
China wird am anderen Rand mit voraussichtlich mindestens eben so viel Mühlen in südwestliche Richtung dagegen halten und Indien hat sich auch einiges vorgenommen. Für ’ne langsam in Fahrt kommende Rechtsdrehung der eurasischen Platte könnte das genügen, denn was soll uns aufhalten?
@Anna Luisa. Manchmal antworte ich auch auf scherzhaft gemeinte Antworten, um diese ad absurdum zu führen ;-)
Mit dem Wind gehe ich mit Ihnen überein, dass das gar keine Kraft ist, die von extern auf die Erde wirkt und daher direkt keinen Beitrag zu Verschiebungen leisten kann. Anders verhält es sich mit dem Sonnenlicht, welches von aussen wirkt und Haupttreiber des erzeugten Windes ist, also eine indeirekte Wirkung erzielt.
Bezüglich er „Sauce“ im Inneren der Erde, denke ich, dass das vernachlässigbar ist, da es sich um einen nahezu stationären Zustand handelt.
@Crashcow
Alleine nur das Windrad mit Fundament vom Typ Enercon E-126 hat eine Masse von etwa 7.000 Tonnen, deren eigene Massenträgheit erst einmal überwunden werden muss, bevor die des Untergrunds ins Spiel kommt. Zum Vergleich: Deutschland wiegt etwa 28 Billiarden Tonnen, Österreich trotz nur eines Viertels der Fläche, aber deutlich dickerer Kruste 9,4 Billiarden Tonnen. Nun können Sie gerne das Gewicht auf die eurasische Platte hochrechnen.
Die meisten Fundamente sind als Schwerkraftfundamente mit Flachgründung konzipiert. Das ist vergleichbar einem scheiben- oder konusförmigem Sonnenschirmständer, der horizontale Windkräfte eher vertikal in den Untergrund ableitet. Sie können es einmal ausprobieren, indem Sie oben am Sonnenschirm stark in eine Richtung drücken oder ziehen. Entweder bricht oder verbiegt sich die Stange, oder der ganze Schirm inkl. Ständer beginnt zu kippen. Das Letze, was passiert, ist ein Wegrutschen in horizontaler Richtung.
https://proplate.se/wp-content/uploads/PROPLATE_IMAGES_FOUNDATION_SOIL_1200x800-600×400.jpg
Da die Rotorflügel und der Turm zudem elastisch sind, wird ein Teil der einwirkenden Energie in Verformungsenergie, also eine Änderung des Abstands zwischen den Atomen oder Molekülen, umgewandelt und gespeichert, statt über die Fundamente abgeleitet zu werden. Aus ähnlichem Grund befestigt ein schlauer Mensch z. B. Sonnensegel mit Sprungfedern anstatt mit starren Seilen.
Weil aufgrund der großen Höhe von WEA enorme Hebel am Wirken sind, wird natürlich ein Großteil der horizontalen Kraft über Biegespannungen in unterschiedlichen Richtungsvektoren wirken. Die horizontal gerichtete Windkraft erzeugt also über den Hebelarm auch eher vertikal gerichtete Zug- und Druckkräfte im Untergrund.
Durch die Hebelwirkung bewirkt die an der Spitze beispielsweise gen Osten wirkende Kraft unterhalb des Drehpunkts außerdem eine entsprechende Gegenkraft in Richtung Westen. Wenn Sie einen Stock 10 cm tief in den Boden rammen und dann oben durch Ziehen eine horizontale Kraft auswirken, wird einerseits der Boden in Zugrichtung und nach unten verdichtet, auf der anderen Seite gleichzeitig auch angehoben, weil entsprechende Gegenkräfte wirken.
Bei dem oben verlinkten Bild wirkt also die Gewichtskraft senkrecht nach unten, die Biegekräfte auf einer Seite schräg nach unten, auf der anderen durch die Hebelwirkung schräg nach oben. Dazu kommt die Auftriebskraft durch die Rotoren. Es wirken also verschiedene Kräfteparallelogramme mit verschiedenen Angriffspunkten. Die letztendlich resultierende Kraft verläuft aufgrund der enormen Gewichtskraft überwiegend in vertikaler Richtung.
Sehr vereinfacht einmal angenommen, das System wäre starr, ohne elastische Eigenschaften. Zugunsten Ihrer These vernachlässigen wir sogar die Hebelwirkung mit der daraus resultierenden Gegenkraft:
Auf den Boden unter dem Fundament wirkt eine vertikale Gewichtskraft von 68,7 MN.
Davon abzuziehen ist die Auftriebskraft von etwa 0,65 MN, verbleiben rund 68 MN.
Die horizontale Schubkraft beträgt 0,65 MN (1,3 MN abzüglich der in Auftriebskraft umgewandelten 0,65 MN).
Daraus lässt sich ein einfaches Kräfteparallelogramm ableiten, mit einem Kraftvektorwinkel von 89,4° nach unten.
Die Schubkraft des Windes hat also praktisch keine Wirkung in horizontaler Richtung und bewirkt lediglich eine noch stärkere Kraft in Richtung Erdmittelpunkt.
Anna Luisa,
wen wollen Sie denn damit einnebeln, jemand der hier mitgelesen hat? Ich bin mal so frei:
Das Gewicht der Windkraftanlage spielt keine Rolle. Ob der Sand für den Beton 20km weiter in der Erde liegt oder der Stahl als Eisenerz, ändert nichts am Gewicht des Kontinents und kaum etwas an seiner Massenträgheit. Es geht auch nicht darum, den Kontinent zu heben, lediglich ihn zu schieben. Wenn Sie ihr Fahrrad an den Pedalen statt am Lenker anfassen, ändert sich zwar etwas an ihrer Aufrichtigkeit, jedoch nichts an der aufzubringenden Schubkraft und ihrer Wirkrichtung.
Dabei ist es auch belanglos, welche Hebel wirken. Es verlagert sich allenfalls der Flächendruck des Fundamentes in den Randbereich. Sie könnten ebenso ein Loch in den Boden bohren und den Turm dort hineinstecken. Er wird mangels Druckfestigkeit des Erdreichs nur nicht stehen bleiben. Außerdem sollte man davon ausgehen, dass die Windkraftanlage sich eher nicht auf dem Boden verschiebt. Sonst kriegen Sie irgendwann Ärger mit den Nachbarn.
Die Verformungsenergie in den Rotorblättern verzögert lediglich die Schubwirkung um ein paar Sekündchen und wird bei Entspannung des Blattes wieder abgegeben. Anderenfalls müsste sich das Blatt mit der Zeit zusammenrollen. Segel werden federnd befestigt, damit sie bei Druckstößen nicht reißen. Der Auftrieb des Fundamentkörpers im Boden wirkt vertikal, wie der Begriff schon verrät, die Schubkraft des Rotors horizontal. Sie können beide Kräfte daher nicht addieren oder subtrahieren, aber das wissen Sie als Inscheniör*. Und wenn die Schubkraft des Windes in Richtung Erdmittelpunkt wirken würde, frage ich mich, wie Magellans Schiff die Erde umrundet hat. Außerdem sollten Sie dann beim Segeln besser aufs U-Boot umsteigen.
Weitere Schlussfolgerungen erspare ich mir. Die kann ein Anderer treffen.
@Crashcow
Ganz offensichtlich mangelt es Ihnen an elementaren Grundlagen der Mechanik. Dafür ballern Sie oberflächlich durchaus überzeugend und selbstbewusst eine Salve an Behauptungen nach der anderen raus – natürlich ohne jeden wissenschaftlichen Beleg und Nachweis. Aus dem Grund ist das mein letzter Beitrag zu dem Thema.
„Die Verformungsenergie in den Rotorblättern verzögert lediglich die Schubwirkung um ein paar Sekündchen und wird bei Entspannung des Blattes wieder abgegeben.“
Das hieße dann also, wenn Sie einen Expander mit konstanter Kraft eine Stunde lang auseinanderziehen, strengt Sie das nur ein paar Sekündchen lang an, und danach ist es, als würden Sie ein nicht elastisches Seil einfach minimal auf Spannung halten?
Die Spann- oder Biegekraft ist die benötigte Kraft, um einen elastischen Gegenstand über eine gewisse Wegstrecke zu verformen. Die Federkraft ist die Kraft, welche dieser elastischen Verformung entsprechend entgegenwirkt. Solange die Krafteinwirkung der Biegekraft (also des Windes) anhält, wird der zur Verformung benötigte Teil der Energie im elastischen Bauteil gespeichert (und zu einem Teil in Wärme umgewandelt) und wirkt der einwirkenden Kraft entgegen. Nur bei nachlassendem Wind wird die gespeicherte Energie partiell wieder abgegeben, bei Windstille komplett.
Ein Teil der eingeleiteten Energie wird also in Dämpfungsarbeit umgewandelt. Diese resultiert aus innerer Dämpfung (innere Reibung) und äußerer Dämpfung (Verformungsarbeit).
„Sie können beide Kräfte daher nicht addieren oder subtrahieren, aber das wissen Sie als Inscheniör*.“
Wie kommen Sie denn darauf?
Wirken auf einen Gegenstand mehrere Kräfte in unterschiedlicher Richtung, so sind für die Bestimmung der resultierenden Kraft die Beträge wie auch die Richtungen der einzelnen Teilkräfte zu berücksichtigen. Die resultierende Kraft lässt sich errechnen und/oder in einem Kräfteparallelogramm bzw. Kräftedreieck darstellen.
https://www.maschinenbau-wissen.de/skript3/mechanik/kinetik/267-kraefteparallelogramm
Liegen verschiedene Angriffspunkte vor, lässt sich das mit einer weiteren einfachen Gleichung auf Basis dieser resultierenden Kraft berechnen. Das ist aber bei unserer Grundsatzdiskussion nicht von Belang.
https://www.ingenieurkurse.de/technische-mechanik-statik/einzelkraefte-mit-verschiedenen-angriffspunkten.html
Beispiele:
1. Zwei gleich starke Schleppkähne ziehen an einem dritten Schiff in entgegengesetzter Richtung. Beide Kräfte sind im Gleichgewicht, keiner der Körper wird beschleunigt.
2. https://www.grund-wissen.de/physik/_images/kraftaddition-unterschiedliche-richtungen.png
Ein Schleppkahn soll ein Schiff im rechten Winkel zur Strömung ohne Abdrift durch ein Hafenbecken ziehen. Dafür muss der Schlepper eine Krafteinwirkung etwas entgegen der Strömung ausüben, um zusätzlich zur benötigten Zugkraft auch die Schubkraft des fließenden Wassers ausgleichen.
Dieser Fall käme unserem Windkraftszenario von der Richtung der Krafteinwirkung relativ nahe. Die Zugkraft F2 entspräche der Gewichtskraft, die Strömung F1 der Windkraft.
Nur dass die Gewichtskraft beim Windrad im rechten Winkel zur Strömung wirkt (also wo im Bild die resultierende Kraft Fges verläuft) und um ein Vielfaches höher ist (also ein viel längerer Pfeil; bzw. wäre der Pfeil F1 wesentlich kürzer). Daraus ergäbe sich ein Kräfteparallelogramm bzw. -dreieck, bei dem Fges nur minimal von F2 abweicht.
3. Zwei gleich starke Schleppkähne ziehen an einem Schiff im gleichen Winkel, aber in verschiedene Richtungen. Die resultierende Kraft verläuft von der Richtung her genau in der Mitte. Verkleinert man den Winkel der beiden Zugkräfte, bleibt die Richtung der Resultierenden gleich, aber die Länge verändert sich: Das abgeschleppte Schiff wird stärker beschleunigt.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Kraefteparallelogramm.svg/2560px-Kraefteparallelogramm.svg.png
4. Nehmem Sie einen Olivenkern oder ein Stück nasse Seife und drücken Sie jenseits vom Mittelpunkt von oben und unten an der leicht abgeschrägten hinteren Hälfte kräftig drauf.
Wenn zwei Kräfte entgegengesetzt aufeinander wirken, entsteht eine resultierende Kraft, die nach vorne wirkt. Der Kern bzw. die Seife wird mit beeindruckender Beschleunigung nach vorne katapultiert.
<i<"Dabei ist es auch belanglos, welche Hebel wirken. Es verlagert sich allenfalls der Flächendruck des Fundamentes in den Randbereich."
Rotorflügel und Turm sind im Prinzip elastische Biegestäbe, also eine Art von Feder. Bei einer Krafteinwirkung oben am Rotor entstehen unten im Fundament entgegengesetzte Zug- und Druckspannungen. Gleiches gilt für jedes einzelne Rotorblatt an der Nabenbefestigung.
Siehe folgenden Link, Seite 37f, Abschnitt 4.4.3:
https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/uzwr/mmsm/mmsm1-ws1112/Script-MMSM1.pdf
Die größte Normalspannung tritt an der Einspannung (x = 0) und an der Oberseite (z = h/2) des Balkens auf.
Im Widerlager, also der Wand (bei uns im Fundament), wirken diese Kräfte durch die Hebelwirkung hinter dem Drehpunkt nach oben und unten (bei uns entsprechend in beide horizontale Richtungen).
Um es anschaulicher zu gestalten: Wir kehren die Krafteinwirkung um, von unten nach oben. Wäre die Wand komplett durchbrochen und vom unteren Teil abgekoppelt, und der Stab über die gesamte Wanddicke eingespannt, würden die Kräfte an der Rückseite (links) auf den unteren Wandteil wirken, auf der Vorderseite (rechts) nach oben.
Wäre der Stab nun nicht oder nur wenig elastisch, aber ausreichend bruchsicher, würde sich bei genügend Krafteinwirkung der obere Teil der Wand anheben und nach links wegkippen.
So aber geht viel Kraft in die Verformung des Stabes, den Sie bei ausreichender Elastizität senkrecht nach oben biegen könnten, ohne dass die Hebelwirkung einen besonders großen Effekt auf die Wand ausüben würde.
„Und wenn die Schubkraft des Windes in Richtung Erdmittelpunkt wirken würde, frage ich mich, wie Magellans Schiff die Erde umrundet hat. Außerdem sollten Sie dann beim Segeln besser aufs U-Boot umsteigen.“
Die Schubkraft des Windes bewirkt ja in unserem Fall ebenfalls eine leichte Ablenkung vom Erdmittelpunkt weg. Wäre sie nicht so viel kleiner als die Gewichtskraft, sondern gleich groß, würde die Resultierende im Winkel von 45° nach unten wirken. Wären die Kräfteverhältnisse umgekehrt, wäre die Wirkrichtung fast waagerecht. Für sich genommen, ohne weitere, anders gerichtete Krafteinwirkung, ist sie ja horizontal ausgerichtet.
Magellans Schiff wog auch nur ein Zehntel einer Groß-WEA. Zudem durfte es von einem weiteren Prinzip profitieren, das Ihnen offenbar ebenfalls unbekannt ist: Dem Auftrieb, und das in zweifacher Hinsicht.
Einmal – auf und unter Wasser – wirkt er der Gravitation so wunderbar entgegen, dass wir im Wasser scheinbar schwerelos schweben. Während unser Windrad also hauptsächlich gegen den Boden „drückt“ und den resultierenden Kraftvektor aus vertikaler Gravitation und horizontaler Schubkraft gnadenlos fast senkrecht nach unten lenkt, spielt bei Magellans Schiff ein dritter Player mit, der die Gravitation zum Nebendarsteller degradiert und den Richtungsvektor stark in Windrichtung dreht.
Und dann weiß jedes Kind, dass beim Segeln neben dem reinen Winddruck, also dem Widerstand, den das Segel dem Wind entgegensetzt, auch noch eine andere Kraft wirkt. Und das ist einmal mehr die Auftriebskraft, nur eben nicht die im Wasser, sondern in der Luft. Durch das gewölbte Segel muss die Luft auf einer Seite eine höhere Geschwindigkeit entwickeln, als auf der anderen. Dadurch entstehen auf einer Seite Unterdruck und Sog, auf der anderen Überdruck. Beide wirken als Gesamtkraft in die gleiche Richtung und sind ebenfalls Auftriebskraft.
Daher kann man auch schräg gegen den Wind segeln, ansonsten wäre Magellan wohl nie wieder am Ausgangspunkt angekommen 😉
Und man kann trotz Wasserwiderstand sogar schneller als der Wind segeln, und das mit mehr als dem Doppelten der Windgeschwindigkeit.
Denn schon wieder wirken diese wunderschönen Dreiecke und Parallelogramme aus verschiedenen Kräften, die man doch angeblich nicht addieren darf 😊
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Tacking_vectors_de_small.png
Anna Luisa,
ich kürze das mal etwas ab: Kraft mal Weg ist Arbeit.
In komplexen mechanischen System zeigen die einzelnen Kräfte in verschiedene Richtungen. Es wirken jedoch nur die resultierenden Kräfte, die zu einer Ortsveränderung führen. Solange eine Windkraftanlage nicht im Boden versinkt, ist ihr Gewicht bedeutungslos, und wenn der Wind das Segelboot nicht unter Wasser drückt, dann wirkt auch da keine Kraft zum Erdmittelpunkt, selbst wenn sie dorthin zeigt.
Das Segelboot fährt auf Grund der resultieren Kraft aus Auftrieb, Winddruck, Strömungswiderstand des Wassers in die entsprechende Richtung. Das ist die Arbeit, die der Wind verrichtet, von etwas Wasserverdrängung abgesehen. Die Windkraftanlage erzeugt zum Einen Strom aus der Kraft die radial zur Rotorachse wirkt. Insofern der Boden auf dem sie steht jedoch ortsveränderlich ist, wie beispielsweise eine schwimmende Kontinentalplatte, kann auch die axiale Kraft auf den Rotor Arbeit verrichten. Das ließe sich sicherlich in einem Modellversuch aufzeigen. Es gibt jedoch auch Windkraftanlagen auf schwimmenden Fundamenten, die man mit Seilen verankert, damit sie wegen des Winddrucks und der Meeresströmung nicht abtreiben. Für die Dimensionierung dieser Seile sollte es Daten über die Zugkräfte geben.
Ich komme evtl. nochmal darauf zurück, falls es zu Ihrem Kommentar weiteres zu erwähnen gibt. Aber Ihr Beispiel mit dem Expander zeigt schon, dass Sie es mit der Sachlichkeit nun doch nicht mehr so genau nehmen, warum auch immer.
H. Müller,
seit dem Jahr 2000 ist die Weltbevölkerung um rund 32%, der Weltprimärenergiebedarf um 52% und der Welt-CO2-Ausstoß um rund 46% trotz erneuerbarer Energien gestiegen.
Es macht zweifellos Sinn, schon wegen der Versorgungssicherheit auf die Erneuerbaren zu setzen. Man darf dabei aber nicht das Kind mit dem Bade ausschütten, indem man für den Umstieg auf die Erneuerbaren kurzfristig mehr Schaden macht als der Nutzen langfristig rechtfertigt. Vorderstes Ziel sollte die Senkung des Energiebedarfs sein, indem man Wohlstand davon entkoppelt, also in erster Linie alle entbehrlichen Verbraucher abschaltet oder zumindest effektiviert. Das heißt nicht Glühlampen gegen LEDs austauschen, sondern allen verzichtbaren Gebäudebestand, Verkehr, Verwaltungs- und Industrieprozesse wegrationalisieren, Geburtenrückgang anstreben und Kriege vermeiden. Solange die Welt auf Wachstum setzt und irrwitzigen Energiebedarf generiert, Raumfahrt, Kryptomining, Lichtverschmutzung, Klimatisierung beispielsweise, ist der Umstieg auf die Erneuerbaren aus Gründen des Klimaschutzes nur ein Teil des Hamsterrades und trägt wie alles andere darin zur Beschleunigung des Klimawandels bei.
Das braucht nicht 1 Millionen neue Windräder. Wenn zu diesem Zeitpunkt 29000 Windräder 12GW produzieren würden 200000 mit 82GW den Energieverbrauch Deutschlands decken.
alle 1,3km ein Windrad deutschlandweit
Von einer echten Maschinenbauingenieurin an den angeblichen Maschinenbauprofessor, der mit seinen angeblichen Studenten seltsame Berechnungen durchführt und in seinen Kommentaren eine wenig professorale und professionelle Ausdrucksweise an den Tag legt 😊
Man sollte dabei nicht übersehen, dass fast die Hälfte dieser 29.000 WKAs älter als 15 Jahre sind und eine durchschnittliche Leistung von 0,91 MW (älter als 20 Jahre) bzw. 1,60 MW (15 bis 20 Jahre) aufweisen. Moderne Anlagen haben deutlich höhere Leistungswerte von bis zu 6 MW.
Bei kontinuierlichem Repowering in den nächsten 15 Jahren geht man mit sehr hohem wissenschaftlichen Konsens davon aus, dass etwa 38.000 Anlagen ausreichen, um einen bis dahin doppelt so hohen Stromverbrauch wegen deutlich mehr Elektrifizierung im Verkehrs-, Wärme- und Industriesektor durch Erneuerbare insgesamtabzudecken.
Es ist nicht notwendig und vom Flächenbedarf her auch nicht sinnvoll, sämtlichen Strombedarf zu jeder Zeit rein durch Windkraft abzudecken. Nach Plänen der Bundesregierung sollen zwei Prozent der deutschen Fläche für Windkraft genutzt werden, was einem Flächenumfang von rund 715.000 Hektar entspricht. Aktuell stehen tatsächlich allerdings nur 0,5 Prozent zur Verfügung. Zum Vergleich: Reine Industrie- und Gewerbeflächen versiegeln schon heute 1,8 Prozent der bundesdeutschen Fläche. Besonders schön sind die nun auch nicht anzuschauen.
Die zwei Prozent umfassen nur die Flächenkulisse, in der die Windenergieanlagen (WEA) stehen sollen, nicht die durch WEA tatsächlich in Anspruch genommene Fläche. Die tatsächlich versiegelte Fläche durch Fundamente ist um ein Vielfaches geringer, da als ausgewiesener Flächenbedarf der Rotordurchmesser plus der notwendige Abstand zueinander erfasst wird. Fundament, Kranstellfläche und Zuwegung beanspruchen im Durchschnitt etwa 0,4 bis 0,5 Hektar je WEA, je nach Standort und Topografie.
Bezogen auf den oben berechneten Raumbedarf von 715.000 Hektar macht die dauerhafte Flächeninanspruchnahme nur maximal drei Prozent aus. Der ganz große Rest von 97 bis 98 Prozent der für die Errichtung von WEA nötigen Flächenkulisse steht weiterhin ohne Einschränkungen für die größtenteils land- und forstwirtschaftliche Nutzung zur Verfügung.
@Crashcow
Den Aprilscherz und Kleinkinderkram mit der beschleunigten Erdrotation und veränderter globaler Windströmung meinen Sie nicht wirklich ernst, oder? Was ich die letzten Tage so mitgelesen habe, weiß man bei Ihnen anscheinend nie, was als schlechter Scherz oder wissenschaftlich faktenbasiert gemeint sein könnte.
https://faktencheck.afp.com/doc.afp.com.33NJ2LV
Würde sich jemand ernsthaft die Mühe machen, so einen Unsinn zu berechnen, käme er auf Größenordnungen von einer Millionstel Sekunde pro Tag. Nach nur 2.740 Jahren würde sich die Erde dann um eine ganze Sekunde schneller drehen – eine schreckliche Belastung für künftige Generationen 😮
Allerdings könnte umgekehrt die Erdrotation einen rentablen Einfluss auf die Effizienz der WEA haben. Laut einer groß angelegten Simulation wäre es wesentlich effizienter, wenn die WEAs der nördlichen Hemisphäre auf eine Rotation entgegen dem Uhrzeigersinn ausgelegt wären – zumindest Offshore und in großen flachen Regionen. Das sagen zumindest Forscher vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Sie persönlich hätten vielleicht Angst, dass dann die Erde zum Stillstand käme 😄
https://www.prokon.net/news-und-presse/linksdrehende-windraeder-was-steckt-hinter-der-corioliskraft
https://winfuture.de/news,116407.html
https://taz.de/Physiker-ueber-linksdrehende-Windraeder/!5697294/
Und in wie weit würden die in den Naturhaushalt eingreifen, die Erdrotation beschleunigen und die globale Windströmung verändern, was wiederum Klimawandel bedeutet?
Nicht zu vergessen, welch unglaublich großer CO2 Rucksack entstünde bei der Produktion von 200.000 Windrädern, ihrem Transport, ihrem Aufbau, ihrer Infrastruktur sowie der Rodung von Flächen, einschließlich der Versiegelung von Böden. Und wie sähe das Land dann aus?
Es interessant, welche negativen Argumente hier gegen die Erneuerbaren erzählt werden. Natürlich werden wir auch gespeicherte Energien jetzt und in der Zukunft benötigen. Ob die gespeicherten kWh in Form von Gas, Brennholz, Kohle, Methan aus Biogas, Stromspeicher oder grünen Wasserstoff genutzt werden hat natürlich Auswirkungen auf das Klima.Wir hatten um die Weihnachtszeit mehr als 100 % Erneuerbare im Netz (mit negativen Strompreise an der Börse) im Norden. Es geht also auch anders und es ist mittlerweile hinreichend bekannt, dass erneuerbare Energie deutlich günstiger ist als alle anderen Erzeugungen, abgesehen von alten abgeschriebenen Atommeilern, die noch um ein paar Prozent gûnstiger sein können, wenn der Rückbau nicht wäre. Fazit: Ich persönlich glaube da eher den Wissenschaftlern als Leuten, die 24/7 in Sozial Media aktiv sind
Hmmm, ja.. Grundlast… Oder auch eben nichtmehr Grundlast, man könnte andere denkansätze Wählen.. Aber das Kernproblem bleibt, es gibt einen nicht oder nur schwer zu vermeidenden Energiebedarf zu jeder Zeit in D… Ampeln müssen leuchten, straßenlaternen müssen leuchten, einige Geräte brauchen auch im Standby Strom um dann schnell reagieren zu können.. Etc.. Solar und Windkraft können das nicht sicherstellen.. KKW wollen wir nicht, Kohle verbietet sich von selbst, wenn man CO2 vermeiden will.. Gas ist spätestens seit Russlands Invasion nichtnur CO2 produzent sondern auch moralisch falsch.. Was bleibt und nun kommt es.. Jede Art von Speicherkraftwerken.. Und genau die behindern wir sogar.. Wasserkraftwerke..Der Rhein und andere flüsse fließen immer.. Oh die wollen wir ja politisch auch nicht… Dumm gelaufen
@Markus Thur: Eher dumm gelaufen, wenn man nicht erkennt dass der Rhein die wichtigste europäische Wasserstraße ist und deshalb nicht für Wasserkraft zur Verfügung stehen kann. Da ist nix mit Schleusen. Von den sonstigen Auswirkungen durch Aufstauen mal ganz abgesehen.
@Markus Thur
@AE_Conrady
Hier die Kraftwerke und Staustufen am Rhein. Sind schon etwas mehr als null:
Rheinkraftwerk Albbruck-Dogern
Schleusen- und Stauwehr Amerongen
Staustufe Augst/Wyhlen
Kraftwerk Birsfelden
Kraftwerk Eglisau-Glattfelden
Rheinkraftwerk Iffezheim
Kraftwerk Fessenheim
Kraftwerk Gerstheim
Kraftwerk Kembs
Kraftwerk Marckolsheim
Kraftwerk Ottmarsheim
Kraftwerk Rhinau
Kraftwerk Straßburg
Kraftwerk Vogelgrun
Kraftwerk Laufenburg
Moserdamm
Kraftwerk Reckingen
Kraftwerk Reichenau
Kraftwerk Rheinau
Staustufe Rheinau-Gambsheim
Altes Wasserkraftwerk Rheinfelden
Neues Wasserkraftwerk Rheinfelden
Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt
Rheinkraftwerk Säckingen
Kraftwerk Schaffhausen
Die laufen zwar praktisch immer, die Leistung kann jedoch erheblich schwanken, abhängig vom Wasserstand.
Es ist erfreulich, dass es auch sachkunfige Beiträge gibt und nicht nur GRÜNE Ideologie basierte Wünschträume. Rückkehr zur AKW Nutzung, Nordstream II Röhre 2 nutzen, CO2 Steuer stoppen.
@Herbert Bruderreck
Dieser Beitrag von Ihnen zählt sicher zu den besonders „sachkunfigen“.
Großes Lob dafür auch aus dem Kreml! 😂
@an alle kommentatoren, ihr seit verdammt gut. wirklich sehr gut.
und so eine diskussionsrunde vermisse ich in der politik oder in den örr sendern.
hier wird man qualitativ und besser informiert als in staatlichen medien.
danke meinerseits. ich kann nicht mitreden habe aber durxh euch eine viel bessere eigene meinungsbildung.
vg md
Im Moment behauptet glaube ich keiner, dass die Energiewende abgeschlossen ist. Wind weht immer irgendwo. Am 18.01.2024 ist es tatsächlich so gewesen, dass die Produktion geringer wie der Verbrauch war, auch Nachts. Also wurde Strom importiert, was absolut nichts ist, was verwerfliches ist. ist der Strom wonanders billiger als ein Gas/Kohlekraftwerk in Deutschland, dann wird der zugekauft und nicht das Kraftwerk hochgefahren. So läuft der europäische Strommarkt.
An allen anderen Tagen sieht das übrigens anders aus, besonders Nachts. Also das hätte man vermutlich mit Speicher regeln können. Nicht ohne Grund sind übrigens die Börsenstrompreise morgens am höchsten. Ich denke in Zukunft könnte sich ein System etablieren, dass Strombezug bei Überproduktion und Stromsparen bei Strommangel belohnt. So ist es an der Börse schon heute. Heißt dann z.b.: Speicher nachts mit billigem Strom vollmachen und dann in Zeiten hoher Strompreis diesen Strom nutzen.
Man wird auch um Langzeitspeicher nicht drum rum kommen. Da gibt es ja auch Ideen über Biogas Einspeicherung. Die Anlagen laufen aktuell als Grundlast.
Es gibt viele Möglichkeiten, aber die sind heute nicht verbreitet. Veränderungen mögen viele nunmal leider nicht.
@Kummerfeld „Auch erwähnenswert: 4,73 % des deutschen Verbrauchs stammte heute früh aus Importen aus Frankreich (Atomkraftwerke).“
Was wirklich erwähnenswert wäre (aber nicht in ihre Ideologie passt ist):
a) https://www.iwr.de/ticker/akw-ausfall-torness-in-grossbritannien-liefern-sechs-von-neun-atomkraftwerken-keinen-strom-artikel6225
b) https://www.n-tv.de/wirtschaft/Frankreich-hat-nur-24-von-56-Reaktoren-am-Netz-article23548487.html