1. Energie
2. Einheiten für Energie
3. Leistung
4. Einheiten für Leistung

Physiker definieren den Ausdruck Energie als die Menge von Arbeit, die ein physikalisches System verrichten kann. Entsprechend dieser Definition kann Energie weder erzeugt noch verbraucht oder zerstört werden.

Energie kann jedoch in verschiedene Formen umgewandelt werden: Die kinetische Energie von bewegten Luftmolekülen kann vom Rotor einer Windkraftanlage in Rotationsenergie umgesetzt werden, diese wiederum wird durch den angschlossenen Generator in elektrische Energie umgewandelt. Bei jeder Art von Energieumwandlung wird ein Teil der Energie in Wärme umgeformt.

Wenn wir salopp von Energieverlust sprechen (was entsprechend der obigen Definition unmöglich ist), dann meinen wir jenen Teil der Energie, der in der nächsten Energieumwandlungsstufe nicht mehr direkt zur Verfügung steht, weil er in Wärme umgewandelt wurde. Rotoren, Getriebe oder Generatoren zum Beispiel können nie zu 100 Prozent effizient sein, weil Wärmeverluste aufgrund von Lagerreibung oder Reibung zwischen Luftmolekülen auftritt.

Die meisten Menschen sind der vernünftigen Ansicht, daß das Potential für zukünftige Energieumwandlung sinkt, wenn wir z.B. fossile Energieträger verbrennen. Das ist absolut richtig.

Physiker verwenden dagegen eine andere Ausdrucksweise: Sie sagen, daß die Entropie im Universum gestiegen ist. Damit meinen sie, daß wir umso weniger nutzbare Arbeit durch Energieumwandlung erzielen können, je mehr wir Energie in Wärme umgewandelt haben; Wärme, die ins Universum abgestrahlt wird. Physiker bezeichnen diese nutzbare Arbeit als Exergie.

Da der größte Teil der Windkraftanlagen Elektrizität produziert, messen wir ihre Leistungsfähigkeit durch die Menge an elektrischer Energie, die sie aus der kinetischen Energie des Windes umwandeln können. Diese Energie wird gewöhnlich in Kilowattstunden (kWh) oder Megawattstunden (MWh) für einen bestimmten Zeitraum angegeben, z.B. pro Jahr oder pro Stunde.

Manche Leute wollen zeigen, daß sie recht clever sind und verstehen, daß Energie nicht erzeugt, sondern nur in verschiedene Formen umgewandelt werden kann; diese Leute also benützen den Begriff WEK (Windenergie-Konverter). Der Rest von uns kann ruhig das Wort Windkraftanlagen verwenden.

Energie wird nicht in Kilowatt, sondern in Kilowattstunden (kWh) gemessen. Diese beiden Einheiten werden recht gerne verwechselt. Im nächsten Abschnitt Leistung wird der Unterschied genau erklärt.

1 J (Joule) = 1 Ws = 0,2388 cal
1 GJ (Gigajoule) = 10 9 J
1 TJ (Terajoule) = 10 12 J
1 PJ (Petajoule) = 10 15 J
1 (Kilowattstunde) kWh = 3.600.000 Joule
1 TÖGW (Tonnen-Öl-Gleichwert)
= 7.4 Faß Rohöl (Primärenergie)
= 7.8 Faß Rohöl (Gesamtverbrauch)
= 1270 m 3 Erdgas
= 2.3 t Kohle *)
1 MTÖGW (Millionen Tonnen-Öl-Gleichwert) = 41.868 PJ

Elektrische Leistung wird normalerweise in Watt (W), Kilowatt (kW), Megawatt (MW) etc. gemessen. Leistung ist Energie pro Zeiteinheit.

Leistung kann zu einem jeden beliebigen Zeitpunkt gemessen werden, während Energie über eine bestimmte Zeitspanne gemessen wird, z.B. eine Sekunde, eine Stunde oder ein Jahr. (Sie können im Abschnitt Energie nachlesen, falls Sie es noch nicht getan haben).

Wenn eine Windkraftanlage eine Nennleistung von 1000 kW aufweist, so heißt das, daß sie 1000 Kilowattstunden (kWh) an Energie pro Stunde erzeugt, vorausgesetzt, daß sie im Nennbetrieb arbeitet (d.h. bei starkem Wind mit z.B. mehr als 15 m/s Geschwindigkeit).

Wenn ein Land wie Dänemark über Windkraftanlagen mit einer Leistung von z.B. 1000 MW verfügt, so sagt das nicht aus, wieviel Energie die Generatoren tatsächlich produzieren. Windkraftanlagen laufen vielleicht nur 75 Prozent der Stunden eines Jahres lang, und nur einige Stunden pro Jahr arbeiten sie im Nennbetrieb.

Um herauszufinden, wieviel Energie Windkraftanlagen wirklich produzieren, muß man die Verteilung der Windgeschwindigkeiten für jede Anlage kennen. Im Falle von Dänemark erhalten wir durchschnittlich 2,300 Stunden im Vollastbetrieb. Wir brauchen also nur die 900 MW installierter Leistung mit den 2,300 Stunden Vollastdauer zu multiplizieren und erhalten 2 070 000 MWh = 2,07 TWh = 2 070 000 000 kWh Energie.

In anderen Gebieten wie in Wales, Schottland oder im Westen von Irland wird eine Vollastdauer von 3 000 Stunden oder mehr erzielt. In Deutschland liegt diese Zahl näher bei 2 000 Stunden.

Die Leistung von Automotoren wird oft in Pferdestärken (PS) anstatt in Kilowatt (kW) angegeben. Das Wort "Pferdestärke" erinnert daran, daß Leistung aussagt, wie stark die "Muskeln" eines Generators oder Motors sind. Die Energie hingegen sagt uns, wieviel "Arbeit" ein Generator oder Motor innerhalb einer bestimmten Zeitspanne zu leisten imstande ist.

1 kW = 1.359 PS