Windenergie - Baden-Württemberg
Windenergie - Baden-Württemberg
Windenergie - Baden-Württemberg
Einleitung
Windenergie ist ein wichtiger Baustein der Energiewende. In Baden-Württemberg treffen dabei naturwissenschaftliche, geografische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Fragen direkt aufeinander: Wo weht genügend Wind? Wie wird aus bewegter Luft elektrischer Strom? Welche Landschaften eignen sich? Wie können Naturschutz, Klimaschutz, Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und die Interessen der Menschen vor Ort miteinander abgewogen werden?
Dieser aiMOOC verbindet deshalb Physik und Geografie. Du lernst, wie eine Windenergieanlage funktioniert, warum die Windgeschwindigkeit für den Ertrag so wichtig ist, nach welchen Kriterien Standorte ausgewählt werden und welche typischen Zielkonflikte beim Ausbau der Windenergie entstehen. Für jüngere Lernende sind die Grundideen verständlich erklärt; zusätzliche Vertiefungen eignen sich besonders für die Klassen 10 bis 13.
Das Bild zeigt eine Windenergieanlage auf dem Grünen Heiner bei Stuttgart-Weilimdorf. Gerade in einem dicht besiedelten und landschaftlich vielfältigen Bundesland wie Baden-Württemberg wird sichtbar: Windenergie ist nicht nur eine technische Frage, sondern immer auch eine Frage der Raumplanung.
Warum Windenergie in Baden-Württemberg?
Baden-Württemberg will seine Energieversorgung stärker auf erneuerbare Energien umstellen und langfristig klimaneutral werden. Windenergie kann dabei Strom erzeugen, ohne während des Betriebs Kohle, Erdgas oder Erdöl zu verbrennen. Gleichzeitig schwankt die Stromproduktion, weil der Wind nicht ständig gleich stark weht.
Das Land hat für die Regionalplanung ein Flächenziel festgelegt: Mindestens 1,8 Prozent der jeweiligen Regionsfläche sollen für die Nutzung von Windenergie gesichert werden. Die Regionalverbände übernehmen dabei eine wichtige Aufgabe. Sie untersuchen, welche Gebiete grundsätzlich geeignet sind und wo andere Belange stärker wiegen. Das bedeutet nicht, dass auf der gesamten ausgewiesenen Fläche automatisch Windräder gebaut werden. Für konkrete Projekte sind weitere Planungs- und Genehmigungsschritte nötig.
Im Jahr 2025 wurden in Baden-Württemberg nach Angaben des Landes 100 Windenergieanlagen mit zusammen 660 Megawatt Leistung genehmigt. Außerdem wurden im Staatswald bereits mehr als 8.000 Hektar für mögliche Windenergieprojekte bereitgestellt. Diese Zahlen zeigen, dass der Ausbau aktuell stark vorangetrieben wird.
Vom Wind zum Strom
Wind entsteht vor allem dadurch, dass die Sonne die Erdoberfläche unterschiedlich stark erwärmt. Dadurch bilden sich Unterschiede beim Luftdruck. Luft strömt von Gebieten höheren Drucks in Richtung niedrigerer Druckgebiete. Diese bewegte Luft besitzt kinetische Energie.
Trifft der Wind auf die Rotorblätter einer Windenergieanlage, werden die Blätter durch aerodynamische Kräfte in Bewegung gesetzt. Der Rotor dreht eine Welle. Ein Generator wandelt die mechanische Rotationsenergie in elektrische Energie um. Transformatoren passen anschließend die Spannung für die Einspeisung in das Stromnetz an.
Wichtige Bauteile sind der Rotor mit seinen meist drei Rotorblättern, die Nabe, die Gondel, der Generator, der Turm, das Fundament sowie der Netzanschluss. Moderne Anlagen können ihre Gondel nach der Windrichtung ausrichten. Die Rotorblätter lassen sich außerdem verstellen, damit die Anlage bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten möglichst effizient und sicher arbeitet.
Die Physik hinter dem Wind
Für die Klassen 7 bis 9 genügt zunächst diese Grundregel: Je stärker der Wind und je größer die überstrichene Rotorfläche, desto mehr Energie kann eine Windenergieanlage grundsätzlich nutzen.
In höheren Klassen lässt sich dieser Zusammenhang genauer beschreiben. Die im Windstrom enthaltene Leistung kann näherungsweise mit
P = 1/2 · ρ · A · v³
beschrieben werden.
Dabei steht:
- P für die Leistung des Windes,
- ρ für die Dichte der Luft,
- A für die vom Rotor überstrichene Fläche,
- v für die Windgeschwindigkeit.
Besonders wichtig ist der Faktor v³. Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, steckt theoretisch die achtfache Leistung im Wind. Deshalb können bereits relativ kleine Unterschiede in der mittleren Windgeschwindigkeit einen großen Einfluss auf den möglichen Energieertrag haben.
Die Rotorfläche ist
A = π · r².
Ein größerer Rotorradius vergrößert also die Fläche, aus der Energie entnommen werden kann. Moderne Anlagen besitzen deshalb oft sehr große Rotordurchmesser und hohe Türme.
Eine Windenergieanlage kann jedoch niemals die gesamte Bewegungsenergie der Luft entziehen, denn hinter dem Rotor muss die Luft weiterströmen. Der theoretisch maximal entnehmbare Anteil wird durch das Betzsche Gesetz beschrieben und liegt bei ungefähr 59,3 Prozent. Reale Anlagen erreichen darunterliegende Werte.
Eine Leistungskurve zeigt außerdem, dass eine Anlage nicht bei jeder Windgeschwindigkeit gleich arbeitet. Unterhalb einer bestimmten Einschaltgeschwindigkeit wird kaum oder kein Strom erzeugt. Danach steigt die Leistung an. Ab der Nennwindgeschwindigkeit erreicht die Anlage ihre Nennleistung. Bei sehr starkem Wind kann sie aus Sicherheitsgründen abgeschaltet werden.
Warum ist die Höhe wichtig?
Nahe am Boden wird der Wind durch Gebäude, Bäume und Geländeformen gebremst und verwirbelt. In größerer Höhe ist die Strömung oft stärker und gleichmäßiger. Deshalb stehen heutige Windenergieanlagen auf hohen Türmen.
In Baden-Württemberg ist das besonders relevant. Das Land besitzt viele bewaldete Höhenzüge, Mittelgebirge und hügelige Landschaften. Ein Standort auf einer Hochfläche kann windreicher sein als ein nahe gelegenes Tal. Gleichzeitig können dort Landschaftsbild, Waldökologie, Zufahrtswege oder Artenschutz eine größere Rolle spielen.
Standortwahl: Wo kann ein Windrad stehen?
Ein guter Standort entsteht nicht durch ein einziges Kriterium. Fachleute müssen verschiedene Informationen miteinander kombinieren. Eine zentrale Rolle spielt dabei die GIS-gestützte Raumplanung, bei der Kartenebenen übereinandergelegt und verglichen werden.
Wichtige Standortfaktoren sind:
- Windangebot: Der Wind muss in der Höhe des Rotors ausreichend häufig und stark wehen.
- Topografie: Höhenlage, Hangform und Geländerelief beeinflussen die Strömung.
- Stromnetz: Eine sinnvolle Entfernung zu Leitungen und Umspannwerken erleichtert den Netzanschluss.
- Verkehrserschließung: Große Turmteile, Rotorblätter und Kräne müssen zur Baustelle transportiert werden können.
- Siedlungsstruktur: Abstände, Schall, Schattenwurf und die Wirkung auf das Wohnumfeld werden berücksichtigt.
- Naturschutz: Schutzgebiete, Lebensräume und empfindliche Tierarten können gegen einen Standort sprechen oder besondere Prüfungen erfordern.
- Forstwirtschaft: Bei Waldstandorten müssen Rodungsflächen, Wege, Boden und Wiederaufforstung betrachtet werden.
- Landschaftsbild: Hohe Anlagen sind weithin sichtbar und verändern die Wahrnehmung einer Landschaft.
- Wirtschaftlichkeit: Bau, Betrieb, Wartung und Netzanbindung müssen in einem sinnvollen Verhältnis zum erwarteten Stromertrag stehen.
Ein Standort kann also technisch sehr windreich sein und trotzdem ungeeignet erscheinen, wenn beispielsweise besonders empfindliche Naturflächen betroffen sind. Umgekehrt kann ein konfliktärmerer Standort gewählt werden, obwohl dort der Wind etwas schwächer ist.
Windenergie im Wald
In Baden-Württemberg werden Windenergieanlagen teilweise auf bewaldeten Höhenzügen geplant oder gebaut. Das kann sinnvoll sein, weil dort günstige Windverhältnisse herrschen können und die Besiedlungsdichte geringer ist. Gleichzeitig entstehen besondere ökologische Fragen.
Für Fundamente, Montageflächen, Kranstellplätze und Zufahrten müssen Flächen zeitweise oder dauerhaft verändert werden. Dabei können Böden verdichtet, Bäume entfernt und Lebensräume zerschnitten werden. Andererseits ist der dauerhaft beanspruchte Flächenanteil einer Anlage kleiner als die gesamte Projektfläche, und Teile von Bauflächen können später wieder begrünt oder aufgeforstet werden.
Das Beispiel aus dem Virngrund zeigt, wie stark die Standortwahl mit Waldnutzung verbunden sein kann. Für eine sachliche Bewertung reicht deshalb weder die Aussage „Windkraft im Wald ist immer schlecht“ noch „Windkraft im Wald ist immer unproblematisch“. Entscheidend sind der konkrete Standort, die betroffenen Arten und Lebensräume, die Bauweise, Ausgleichsmaßnahmen sowie der Beitrag zur klimafreundlicheren Stromerzeugung.
Artenschutz und Biodiversität
Windenergieanlagen können Auswirkungen auf Tiere haben. Besonders untersucht werden mögliche Risiken für bestimmte Vogel- und Fledermausarten. Dabei geht es unter anderem um Kollisionen, Störungen und Veränderungen von Lebensräumen.
Vor Genehmigungen können deshalb Kartierungen und artenschutzrechtliche Prüfungen erforderlich sein. Fachleute untersuchen, welche Arten vorkommen, wie sie den Raum nutzen und ob Schutzmaßnahmen möglich sind. Je nach Situation können beispielsweise Standorte verschoben, Betriebszeiten angepasst oder Anlagen zeitweise abgeschaltet werden.
Ein typischer Zielkonflikt entsteht, weil sowohl der Klimaschutz als auch der Artenschutz Umweltziele sind. Klimaschutz soll langfristig Ökosysteme vor starken Klimaveränderungen schützen; gleichzeitig müssen konkrete Bauprojekte lokale Lebensräume berücksichtigen.
Menschen, Schall und Schatten
Windenergieanlagen erzeugen hörbaren Schall. Deshalb werden Schallprognosen erstellt und gesetzliche Grenz- beziehungsweise Richtwerte sowie die konkrete Umgebung berücksichtigt. Auch periodischer Schattenwurf durch Rotorblätter kann für Anwohnende störend sein. Moderne Anlagen können so gesteuert werden, dass sie bei bestimmten Sonnenständen und bereits erreichten Schattenzeiten automatisch abgeschaltet werden.
Beim Thema Infraschall ist eine Unterscheidung wichtig: Infraschall sind sehr tiefe Schallfrequenzen unterhalb des normalen menschlichen Hörbereichs. Solche Frequenzen kommen auch durch natürliche und technische Quellen vor. Die wissenschaftliche Bewertung richtet sich nach der tatsächlichen Stärke der Belastung. Deshalb ist es sinnvoll, zwischen messbarem Infraschall und gesundheitlich relevanten Belastungen zu unterscheiden.
Landschaftsbild und Akzeptanz
Windenergieanlagen sind mehrere hundert Meter hoch und daher weithin sichtbar. Ob Menschen ihre Wirkung als störend, neutral oder positiv wahrnehmen, kann sehr unterschiedlich sein. Landschaft ist nicht nur ein Naturraum, sondern auch ein Lebens-, Wirtschafts-, Erholungs- und Identifikationsraum.
Akzeptanz hängt nicht nur vom Aussehen der Anlagen ab. Wichtig können auch transparente Planung, frühe Beteiligung, nachvollziehbare Entscheidungen und wirtschaftliche Teilhabe sein. Kommunen, Grundstückseigentümerinnen und Grundstückseigentümer sowie Bürgerenergieprojekte können in unterschiedlicher Form finanziell beteiligt sein.
Hier zeigt sich ein grundlegendes Prinzip demokratischer Raumplanung: Nicht alle Interessen lassen sich vollständig gleichzeitig erfüllen. Entscheidungen müssen deshalb Kriterien offenlegen und verschiedene Folgen gegeneinander abwägen.
Stromnetz, Wetter und Versorgungssicherheit
Windenergie ist wetterabhängig. Ein Windpark produziert bei starkem Wind viel Strom, bei Flaute wenig. Für ein stabiles Stromsystem reicht es deshalb nicht, nur viele Windräder aufzustellen.
Benötigt werden zusätzlich leistungsfähige Stromnetze, ein Ausgleich zwischen verschiedenen Regionen, flexible Verbraucher, Speicher und andere regelbare oder ergänzende Stromquellen. Wind- und Solarenergie können sich zeitlich teilweise ergänzen. Entscheidend ist das Zusammenspiel im gesamten Energiesystem.
Auch die Standortwahl hängt mit dem Netz zusammen. Ein windreicher Ort ist energiewirtschaftlich weniger günstig, wenn der Netzanschluss extrem aufwendig wäre oder das regionale Stromnetz die zusätzliche Leistung nicht aufnehmen kann.
Energieertrag statt nur Nennleistung
Auf dem Typenschild einer Anlage steht eine Nennleistung, zum Beispiel mehrere Megawatt. Diese Zahl sagt, welche maximale elektrische Leistung die Anlage unter festgelegten Bedingungen abgeben kann. Sie sagt aber noch nicht, wie viel Strom die Anlage in einem Jahr tatsächlich erzeugt.
Der jährliche Energieertrag hängt unter anderem vom Windangebot, von Ausfallzeiten, Abschaltungen, Turbulenzen und der Leistungskennlinie der Anlage ab. Deshalb ist bei der Standortbewertung die erwartete Jahresenergie oft wichtiger als die Nennleistung allein.
Für höhere Klassen gilt:
E = P · t
Energie ist also Leistung mal Zeit. Eine Anlage mit 5 Megawatt, die eine Stunde lang mit voller Leistung arbeitet, erzeugt 5 Megawattstunden elektrische Energie.
Repowering
Beim Repowering werden ältere Windenergieanlagen durch modernere ersetzt. Neue Anlagen sind häufig höher, besitzen größere Rotoren und können an einem geeigneten Standort deutlich mehr Strom erzeugen.
Repowering kann Vorteile haben, weil bereits Erfahrungen mit dem Standort, Zufahrten oder Netzanschlüssen vorhanden sind. Gleichzeitig muss auch ein Repowering neu bewertet werden, denn größere Anlagen können andere Auswirkungen auf Landschaft, Schall, Schatten oder Arten haben.
Planung in Baden-Württemberg
Die Regionalplanung hat die Aufgabe, geeignete Flächen systematisch zu sichern. In Baden-Württemberg sollen dafür mindestens 1,8 Prozent der jeweiligen Regionsfläche für Windenergie ausgewiesen werden. Im Planungsverfahren werden verschiedene räumliche Informationen zusammengeführt.
Ein vereinfachtes Verfahren kann so aussehen:
- Zuerst werden Gebiete mit grundsätzlich ausreichendem Windpotenzial gesucht.
- Danach werden Flächen ausgeschlossen oder besonders geprüft, bei denen rechtliche, ökologische oder technische Gründe entgegenstehen.
- Anschließend werden verbleibende Gebiete miteinander verglichen.
- In Beteiligungsverfahren können Behörden, Kommunen, Verbände sowie Bürgerinnen und Bürger Stellung nehmen.
- Für konkrete Anlagen folgen weitere Genehmigungsprüfungen.
Damit unterscheidet sich die Ausweisung einer Windenergiefläche von der Genehmigung einer einzelnen Windenergieanlage. Diese Unterscheidung ist für Debatten wichtig.
Ein vereinfachtes Standortmodell für den Unterricht
Stell Dir vor, eine Region prüft drei mögliche Standorte:
Standort A liegt auf einer windreichen Hochfläche, aber nahe an einem empfindlichen Lebensraum.
Standort B hat etwas weniger Wind, liegt jedoch nahe an einem Umspannwerk und weit von größeren Siedlungen entfernt.
Standort C besitzt sehr gute Zufahrten, liegt aber in einer weithin sichtbaren Landschaft mit hoher Bedeutung für Tourismus und Erholung.
Es gibt keine automatisch richtige Lösung. Du musst zunächst Kriterien festlegen, diese gewichten und anschließend begründen, warum ein Standort insgesamt günstiger erscheint. Genau darin besteht ein großer Teil geografischer Urteilsbildung.
Typische Zielkonflikte
Ein Zielkonflikt liegt vor, wenn zwei sinnvolle Ziele nicht vollständig gleichzeitig erreicht werden können.
Bei Windenergie können zum Beispiel folgende Zielkonflikte auftreten:
- Klimaschutz und Artenschutz: Mehr erneuerbarer Strom kann Treibhausgasemissionen reduzieren, während konkrete Anlagen lokale Arten und Lebensräume beeinflussen können.
- Energiewende und Landschaftsschutz: Windräder erzeugen erneuerbaren Strom, verändern aber das Landschaftsbild.
- Versorgungssicherheit und Flächennutzung: Für Energieinfrastruktur werden Flächen benötigt, die zugleich für Wald, Landwirtschaft, Erholung oder Naturschutz wichtig sein können.
- Wirtschaftlichkeit und Anwohnerschutz: Ein sehr windreicher Standort kann wirtschaftlich attraktiv sein, aber stärkere Konflikte mit benachbarten Siedlungen auslösen.
- Schneller Ausbau und Beteiligung: Beschleunigte Verfahren können den Ausbau fördern, während umfassende Beteiligung Zeit benötigt.
- Regionale Energieerzeugung und Tourismus: Eine Region kann mehr eigenen Strom erzeugen, während Teile der Bevölkerung Veränderungen des Landschaftserlebnisses ablehnen.
Ein guter Entscheidungsprozess versucht nicht, Konflikte sprachlich verschwinden zu lassen. Er macht sie sichtbar, prüft Daten und sucht eine Lösung, die möglichst viele wichtige Ziele berücksichtigt.
Wie beurteilt man Argumente?
Bei öffentlichen Diskussionen über Windenergie begegnen Dir Fakten, Schätzungen, Werturteile und manchmal auch irreführende Behauptungen. Prüfe deshalb:
- Wer macht die Aussage und welche Interessen könnten beteiligt sein?
- Bezieht sich die Aussage auf eine konkrete Anlage oder wird sie verallgemeinert?
- Gibt es Messdaten, Karten, Studien oder nachvollziehbare Berechnungen?
- Wird zwischen Leistung und Energie, zwischen Fläche und tatsächlicher Baufläche oder zwischen Risiko und sicher eintretender Folge unterschieden?
- Werden Vorteile und Nachteile nach denselben Maßstäben bewertet?
- Ist die Quelle aktuell?
Fazit
Windenergie in Baden-Württemberg verbindet Physik, Geografie, Politik, Wirtschaft und Ökologie. Physikalisch ist die Windgeschwindigkeit besonders wichtig, weil die im Wind enthaltene Leistung ungefähr mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit wächst. Geografisch entscheidet nicht ein einzelner Faktor über einen Standort. Windangebot, Netz, Siedlungen, Natur, Landschaft und Erschließung müssen gemeinsam betrachtet werden.
Das zentrale Lernziel lautet deshalb: Ein guter Windenergiestandort ist nicht einfach der windigste Ort, sondern ein Ort, an dem Energieertrag, technische Machbarkeit, Umweltbelange und gesellschaftliche Interessen möglichst sinnvoll zusammengebracht werden.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Energieform besitzt bewegte Luft? (Kinetische Energie) (!Chemische Energie) (!Kernenergie) (!Lageenergie)
Welches Bauteil wandelt die mechanische Drehbewegung hauptsächlich in elektrische Energie um? (Generator) (!Fundament) (!Rotorblatt) (!Turm)
Wie hängt die theoretisch im Wind enthaltene Leistung von der Windgeschwindigkeit ab? (Sie wächst ungefähr mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit) (!Sie ist unabhängig von der Windgeschwindigkeit) (!Sie wächst nur linear mit der Windgeschwindigkeit) (!Sie sinkt mit zunehmender Windgeschwindigkeit)
Welches Flächenziel gilt in Baden-Württemberg für die regionalplanerische Sicherung von Windenergieflächen? (Mindestens 1,8 Prozent der jeweiligen Regionsfläche) (!Mindestens 18 Prozent der jeweiligen Regionsfläche) (!Genau 0,18 Prozent der jeweiligen Regionsfläche) (!Die Hälfte jeder Regionsfläche)
Warum stehen moderne Windenergieanlagen häufig auf hohen Türmen? (Weil der Wind in größerer Höhe oft stärker und gleichmäßiger ist) (!Weil dort keine Schwerkraft wirkt) (!Weil Generatoren nur in großer Höhe funktionieren) (!Weil Stromleitungen immer oberhalb der Wolken verlaufen)
Was bezeichnet Repowering? (Das Ersetzen älterer Windenergieanlagen durch modernere Anlagen) (!Das Abschalten aller Windenergieanlagen) (!Den Transport von Windenergieanlagen ins Meer) (!Die Umwandlung eines Windparks in ein Kohlekraftwerk)
Warum genügt die Nennleistung allein nicht zur Beurteilung des Jahresertrags? (Weil die tatsächliche Stromproduktion vom Wind und von der Betriebszeit abhängt) (!Weil Nennleistung nur die Höhe des Turms beschreibt) (!Weil Nennleistung ausschließlich für Solaranlagen gilt) (!Weil Windenergieanlagen immer mit voller Leistung laufen)
Welches Beispiel beschreibt einen Zielkonflikt? (Klimaschutz durch Windstrom und Schutz eines empfindlichen Lebensraums) (!Ein Generator erzeugt elektrischen Strom) (!Ein Rotor besitzt mehrere Rotorblätter) (!Ein Windmessgerät misst die Windgeschwindigkeit)
Warum ist die Nähe zu einem geeigneten Stromnetz bei der Standortwahl wichtig? (Damit der erzeugte Strom mit vertretbarem Aufwand eingespeist werden kann) (!Damit der Wind schneller weht) (!Damit Rotorblätter kürzer gebaut werden können) (!Damit kein Fundament benötigt wird)
Welche Aussage beschreibt eine sachgerechte Standortentscheidung am besten? (Mehrere technische räumliche ökologische und gesellschaftliche Kriterien werden abgewogen) (!Es zählt ausschließlich die höchste Windgeschwindigkeit) (!Es zählt ausschließlich die kürzeste Entfernung zur nächsten Straße) (!Es zählt ausschließlich die persönliche Meinung einer einzelnen Person)
Memory
| Generator | wandelt mechanische in elektrische Energie um |
| Rotorfläche | vom Rotor überstrichener Kreis |
| Repowering | Ersatz älterer durch modernere Anlagen |
| Regionalplanung | räumliche Sicherung geeigneter Gebiete |
| Schattenwurf | zeitweise Verschattung durch Rotorblätter |
| Netzanschluss | Verbindung zum Stromnetz |
| Zielkonflikt | Konkurrenz zwischen mehreren sinnvollen Zielen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Windangebot | Energieertrag |
| Umspannwerk | Netzanbindung |
| Fledermauskartierung | Artenschutz |
| Schattenabschaltung | Anwohnerschutz |
| Zufahrtsweg | Baustellenlogistik |
...
Kreuzworträtsel
| Generator | Welches Bauteil erzeugt aus der Drehbewegung elektrischen Strom? |
| Rotorblatt | Welcher Teil der Anlage nimmt Kräfte aus der Luftströmung auf? |
| Windpark | Wie heißt eine Gruppe mehrerer Windenergieanlagen an einem Standort? |
| Repowering | Wie heißt der Ersatz älterer Windräder durch modernere Anlagen? |
| Infraschall | Wie heißt Schall unterhalb des normalen menschlichen Hörbereichs? |
| Artenschutz | Welcher Umweltbelang untersucht Risiken für empfindliche Tierarten? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Bauteile erklären: Zeichne eine Windenergieanlage und beschrifte mindestens sechs Bauteile. Erkläre bei drei Bauteilen ihre Funktion in eigenen Worten.
- Energiekette: Stelle als Bildfolge dar, wie Sonnenenergie indirekt zu Wind und anschließend zu elektrischem Strom wird.
- Bildanalyse: Suche ein frei lizenziertes Foto eines Windparks in Baden-Württemberg und beschreibe sachlich, wie die Anlagen die Landschaft verändern.
- Pro und Contra: Formuliere je drei mögliche Vorteile und Herausforderungen eines Windenergieprojekts. Kennzeichne, welche Aussagen Fakten und welche Bewertungen sind.
Standard
- Standortcheck: Untersuche mit einer Karte Deine Region. Markiere Siedlungen, Wald, Verkehrswege und Stromleitungen und entwickle eine erste Hypothese für geeignete und ungeeignete Windenergiestandorte.
- Physikexperiment: Baue ein kleines Papierwindrad und untersuche, wie sich eine stärkere Luftströmung auf die Drehbewegung auswirkt. Dokumentiere Versuchsaufbau, Beobachtung und Grenzen des Modells.
- Rollenspiel: Simuliert eine Gemeinderatssitzung zu einem geplanten Windpark. Verteilt Rollen wie Anwohnende, Naturschutzverband, Projektierer, Kommune und Energiegenossenschaft.
- Faktencheck: Prüfe eine Behauptung über Windenergie anhand von mindestens drei unterschiedlichen seriösen Quellen. Zeige, welche Informationen übereinstimmen und wo Unsicherheiten bestehen.
Schwer
- GIS-Projekt: Entwickle ein einfaches Kriterienmodell für einen Windenergiestandort. Gewichte mindestens sechs Faktoren und erkläre, wie sich eine andere Gewichtung auf das Ergebnis auswirkt.
- Berechnung: Berechne für mehrere Windgeschwindigkeiten die relative Veränderung der im Wind enthaltenen Leistung mit der Beziehung P proportional v hoch 3. Deute das Ergebnis für die Standortwahl.
- Konfliktanalyse: Bearbeite einen realen oder fiktiven Windenergiestandort in Baden-Württemberg. Erstelle eine Entscheidungsmatrix mit Klimaschutz, Artenschutz, Landschaft, Kosten, Netz und Anwohnerschutz.
- Eigene Standortstudie: Erstellt in einer Gruppe einen kurzen Film oder Podcast mit Karten, Interviews und Quellen. Formuliert am Ende eine begründete Standortempfehlung und benennt ausdrücklich verbleibende Unsicherheiten.
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Lernkontrolle
- Vergleich zweier Standorte: Standort A besitzt stärkeren Wind, liegt aber weiter vom Stromnetz entfernt. Standort B besitzt etwas schwächeren Wind, liegt jedoch nahe an einem Umspannwerk. Entwickle Kriterien für einen Vergleich und begründe, welche zusätzlichen Daten Du vor einer Entscheidung brauchst.
- Abwägung: Erkläre anhand eines selbst gewählten Beispiels, warum Klimaschutz und Naturschutz bei einem Windenergieprojekt gleichzeitig gemeinsame Ziele und Konfliktfelder sein können.
- Transfer der Windformel: Zwei Standorte unterscheiden sich deutlich in ihrer mittleren Windgeschwindigkeit. Erkläre mit dem Zusammenhang P proportional v hoch 3, warum ein kleiner Geschwindigkeitsunterschied große Folgen für den möglichen Ertrag haben kann.
- Planungsprozess: Entwirf ein Verfahren, mit dem eine Region mögliche Windenergieflächen transparent auswählen könnte. Begründe die Reihenfolge Deiner Arbeitsschritte.
- Systemdenken: Ein Landkreis deckt an windreichen Tagen einen großen Teil seines Strombedarfs aus Windenergie, an windarmen Tagen jedoch nur wenig. Entwickle mindestens drei Maßnahmen, mit denen das Energiesystem auf diese Schwankung reagieren kann.
- Begründetes Urteil: „Der windigste Standort ist immer der beste Standort.“ Nimm zu dieser Aussage Stellung und beziehe technische, ökologische und gesellschaftliche Aspekte ein.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du nicht nur Fachbegriffe wiedergeben kannst, sondern Zusammenhänge erklärst und begründete Entscheidungen triffst.
- Du kannst die Energieumwandlung in einer Windenergieanlage erklären.
- Du kannst zentrale Bauteile und ihre Funktionen beschreiben.
- Du kannst erläutern, warum Windgeschwindigkeit, Rotorfläche und Nabenhöhe den möglichen Ertrag beeinflussen.
- Du kannst den Zusammenhang zwischen Leistung und Windgeschwindigkeit alters- und niveaugerecht erklären.
- Du kannst wichtige Kriterien einer Standortwahl benennen und miteinander verknüpfen.
- Du kannst zwischen regionaler Flächenausweisung und Genehmigung einer konkreten Anlage unterscheiden.
- Du kannst typische Zielkonflikte zwischen Klimaschutz, Artenschutz, Landschaft, Wirtschaft und Anwohnerschutz analysieren.
- Du kannst Karten, Messdaten und Quellen zur Beurteilung eines Standorts nutzen.
- Du kannst Argumente nach Fakten, Annahmen und Werturteilen unterscheiden.
- Du kannst eine eigene Standortentscheidung nachvollziehbar begründen und Unsicherheiten benennen.
OERs zum Thema
Freie Medien und weiterführende Quellen
- Wikimedia Commons: Die Kategorien zu Windenergieanlagen in Baden-Württemberg enthalten frei lizenzierte Fotos aus verschiedenen Landesteilen.
- Wikipedia Windenergie: Grundlagen zu Technik, Physik, Nutzung und Auswirkungen.
- Wikipedia Windenergie in Deutschland: Überblick über Ausbau und Rahmenbedingungen in Deutschland.
- Land Baden-Württemberg: Das Umweltministerium veröffentlicht Informationen zum Windenergieausbau, zur Planungsoffensive und zu aktuellen Genehmigungen.
- LUBW: Daten- und Kartendienste unterstützen die räumliche Analyse von Windenergieanlagen und Umweltinformationen.
Verknüpfte Lernbereiche