Diese rund 70 Meter hohe Windkraftanlage im niedersächsischen Landkreis Schaumburg knickte im Angesicht des Sturmtiefs "Burglind" ein. Menschen wurden dabei nicht verletzt.Foto: Holger Hollemann/dpa

Probleme der Erneuerbaren: Naturgewalten und Produktionsfehler setzen Windkraftanlagen zu

Von 21. Januar 2020 Aktualisiert: 23. Januar 2020 14:47
Windkraftanlagen gelten als Hoffnungsträger der Energiewende, doch sie sind nicht ungefährlich. Hohe Windlasten, Produktionsfehler oder mechanische Defekte führen immer wieder zu Ausfällen oder Totalverlusten.

Das Konzept von Windkraftanlagen ist weder neu noch kompliziert. Während man früher Brunnen oder Mühlen betrieben hat, schossen Windkraftanlagen in den letzten Jahrzehnten in die Höhe; sie wurden vom romantischen Landschaftselement zum Hoffnungsträger der Energiewende. Mit steigender Größe und Leistungsfähigkeit der Anlagen wachsen auch die Belastungen.

Nach Angaben des Bundesverbands WindEnergie standen auf deutschem Boden Mitte 2019 insgesamt 30.655 Windkraftanlagen mit einer installierten Gesamtleistung von 60.247 Megawatt. Obwohl vor der Küste verhältnismäßig wenig Anlagen stehen (1.407 Anlagen, 4,6 Prozent), stellen diese knapp 12 Prozent der installierten Leistung bereit. Trotz enormer physikalischer Beanspruchung der größeren Anlagen auf See gehen die größten Risiken von den kleineren Anlagen an Land aus.

Rotor, Turm und Gondel bricht …

Physikalisch bedingt können Windkraftanlagen nur einen bestimmten Teil der Windenergie „ernten“ und so ist das wichtigste Element einer Windkraftanlage zugleich ihr größter Feind: Der Wind, denn Wind ist sowohl Energieträger als auch Belastung. Daneben sorgen Witterung und gegebenenfalls Salzwasser für Verschleiß der Anlagen.

Große Windkraftanlagen drehen sich mit wenigen Umdrehungen pro Minute, dennoch sorgen die großen Flügeldurchmesser von bis zu 200 Meter für beträchtliche Geschwindigkeiten der Blattspitzen. Dadurch schlagen Regentropfen oder Hagelkörner mit mehreren Hundert Kilometern pro Stunde auf die Rotorblätter ein und zermürben das Material. Sollte ein Rotorblatt brechen oder gar abreißen, gerät meist die ganze Anlage aus dem Gleichgewicht und knickt um.

Je größer die Anlage ist, desto größer sind jedoch auch die Belastungen der einzelnen Bauteile ohne extreme Witterung. Alle beweglichen Teile, insbesondere Rotor und Getriebe, sind im täglichen Betrieb hohen Belastungen ausgesetzt, die über mechanische Lager aufgenommen werden müssen. Zudem können Windböen dazu führen, dass der Rotor einseitig belastet wird und die Achse der Anlage „verbiegt“.

„Windrad wird zu Monsterfackel“

Obwohl eine regelmäßige Wartung große Schäden an Lagern und Getriebe erkennen lassen und für ausreichend Schmierung sorgen, kommt es mitunter zu mechanischen Fehlfunktionen und Havarien. Überhitzung durch erhöhte Reibung kann zur Entzündung der Schmierstoffe oder Ölvorräte des Generators führen, wodurch die Gondel in Brand gerät. Breitet sich der Brand auf die Außenseite der Gondel aus, können auch die besten Feuerwehrleute am Boden nur noch weiträumig absperren. Auf Löschsysteme werde aus Kostengründen und der Seltenheit der Brände oft verzichtet.

Auch die Feuerwehr Hehlen-Hohe war am vergangenen Sonntag machtlos, als gegen 17 Uhr der Brand einer Maschinengondel einer Windkraftanlage gemeldet wurde. Viele der 58 herbeigeeilten Feuerwehrleute kehrten nach zwei Stunden zurück. Sie hatten aufgrund der Höhe keine Möglichkeit einzugreifen. Stattdessen sperrte man das Gebiet weiträumig ab, um den Schaden durch herabfallende Teile zu minimieren. Anwohner wurden dazu aufgefordert Fenster und Türen geschlossen zu halten.

Der Brand war „weithin zu sehen“ und verwandelte das Windrad in eine über 100 Meter hohe, „gewaltige[] Monsterfackel am Nachthimmel“, berichteten die Holzminder Nachrichten. Bei dem Vorfall im Landkreis Hameln-Pyrmont wurde niemand verletzt und keine umliegenden Anlagen oder Gebäude beschädigt. Nach Aussage der Polizei konnte der Sachschaden an der betroffenen Windkraftanlage bislang nicht ermittelt werden. Ein ähnlicher Brand in Ostholstein verursachte 2013 Schäden in Höhe von zwei Millionen Euro.

Material- und Produktionsfehler

Neben dem Brand einer Anlage können auch Material- oder Produktionsfehler zu einem Risiko werden. Außerdem stehen nicht alle Anlagen auf freiem Feld, sodass Trümmerteile mitunter auf Straßen, Umspannwerke oder andere sensible Anlagen stürzen können.

Um die nötige Steifigkeit zur erlangen, werden Rotorblätter als Verbundwerkstoff aus Glas- oder Karbonfasern und Epoxydharz hergestellt. Verrutschen die Fasern beim Laminieren, leidet die Festigkeit der Rotorblätter. Darüber hinaus führen sogenannte Delaminationen (das Ablösen einzelner Schichten innerhalb des Werkstoffs) sowie Schäden durch Transport oder Umwelteinflüsse zu Schwachstellen im Bauteil.

Brechen (oder brennen) die Rotorblätter verteilen sich Harz- und Faserreste in der Luft. Ähnlich wie Asbest sind Glas- und Karbonfasern Lungen-gängig und damit gesundheitsschädlich. Die gleichen Probleme ergeben sich bei der Entsorgung alter Anlagen, denn während Metalle meist ohne Qualitätsverlust beliebig oft recycelt werden können, taugen Glas- und Karbonfasern nur zur einmaligen Verwendung.


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