Die wasserpumpenden Windmühlen links sehen ganz anders aus als moderne, große Windkraftanlagen. Sie sind jedoch für ihre Aufgabe vernünftig konstruiert: Ihr solider Rotor mit den vielen Blättern bewirkt, daß sie auch bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten arbeiten können und das ganze Jahr über eine Menge Wasser pumpen.

Bei hohen Windgeschwindigkeiten werden sie jedoch sehr ineffizient sein. Sie schalten sich ab und drehen sich aus dem Wind, um Schäden aufgrund ihres soliden Rotors zu vermeiden. Das macht aber nichts, denn wir wollen ja gar nicht, daß diese Anlagen bei einem Sturm die Quellen aussaugen und ihren Wassertank zum Überlaufen bringen.

Das ideale Design von Windkraftanlagen hängt nicht nur von der Technologie ab, sondern von der Kombination aus Technologie und Wirtschaftlichkeit: Die Hersteller von Windkraftanlagen wollen ihre Maschinen so optimieren, daß sie elektrische Energie zum kleinstmöglichen Preis pro Kilowattstunde (kWh) produzieren.

Anlagenbauer machen sich nicht viele Gedanken darüber, ob sie die Ressource Wind auch effizient nutzen. Der "Treibstoff" Wind ist schließlich kostenlos.

Es ist nicht notwendigerweise eine gute Idee, die jährliche Energieproduktion zu maximieren, wenn das den Bau einer sehr teuren Anlage erfordert. In den nächsten Abschnitten werden wir uns mit den Entscheidungen beschäftigen, welche Anlagenbauer in dieser Hinsicht zu treffen haben.

Ein kleiner Generator (d.h. ein Generator mit einer geringen Nennleistung in kW) kann mit weniger Kraft (Drehmoment) gedreht werden als ein großer. Wenn wir einen großen Rotor an einen vergleichsweise kleinen Generator anschließen, wird dieser sehr viele Stunden im Jahr Elektrizität produzieren. Er wird aber nur einen kleinen Teil des Energiegehaltes in Strom verwandeln können, wenn die Windgeschwindigkeit sehr groß ist.

Andererseits ist ein großer Generator bei hohen Windgeschwindigkeiten sehr effizient, aber bei schwachem Wind wird er sich nicht drehen.

Deshalb sehen sich die Hersteller von Windkraftanlagen die Verteilung der Windgeschwindigkeiten genau an, und sie berechnen den Energiegehalt des Windes für verschiedene Windgeschwindigkeiten, um die Idealkombination von Rotor- und Generator für den jeweiligen Standort herauszufinden.

Manchmal kann es ein Vorteil sein, die Anlage mit zwei oder mehr Generatoren auszurüsten, aber ob sich das wirklich rentiert, hängt vom Preis der elektrischen Energie ab.

Im Abschnitt über Windscherung haben wir gesehen, daß höhere Türme generell die Energieproduktion einer Anlage steigern.

Auch hier gilt: Ob ein höherer Turm den höheren Preis der Anlage rechtfertigt, hängt sowohl von der Rauhigkeitsklasse als auch vom Preis der Elektrizität ab.