Für den Bau eines Windrades im Wald wird eine ca. 0,3 ha große Fläche gerodet und von örtlichen Unternehmern ein etwa 3 bis 4 Meter tiefes Fundament betoniert. Darauf wird mit einem großen Kran der bis zu 160 Meter hohe Turm errichtet: unten aus vorgefertigten Betonringen, oben aus Stahl. Für den Transport der Bauteile reichen meist vorhandene, gekieste Waldwege.
Auf dem Turm wird das drehbar gelagerte Maschinenhaus („Gondel“) mit dem Rotor montiert. Dessen drei Flügel („Blätter“) sind bis zu 80 Meter lang und so geformt, dass der Wind den Rotor in eine Drehbewegung versetzt. Bei den meisten Anlagen sitzt der Rotor auf der dem Wind zugewandte Seite und dreht sich, in Windrichtung betrachtet, im Uhrzeigersinn. Stellmotoren richten die Gondel samt Rotor stets optimal zur jeweiligen Windrichtung aus. Mit weiteren Motoren können die Flügel verstellt werden, so dass sie dem Wind weniger Widerstand bieten, bis hin zur völligen Abschaltung bei zu geringen oder zu hohen Windgeschwindigkeiten. Ein Notstromaggregat versorgt die Stellmotoren bei Netzausfall, damit die Anlage zuverlässig heruntergefahren werden kann.
Die Rotornabe treibt den Generator in der Gondel an – entweder direkt oder über ein Getriebe. Getriebelose Modelle haben den Vorteil, dass sie ohne Öl auskommen. Um die erzeugte elektrische Wechselspannung unabhängig von der aktuellen Rotordrehzahl mit dem Stromnetz zu synchronisieren, wird sie zunächst in eine Gleichspannung gewandelt und dann in einem Wechselrichter an Spannung und Frequenz des Netzes angepasst. Moderne Windräder können bis zu 6 Megawatt leisten und im Laufe eines Jahres selbst an nicht besonders windstarken Standorten eine Energie von 12 Mio. kWh ins Netz einspeisen und damit rund 4000 Haushalte versorgen.
Kostenfaktor Verkabelung
Für die Anbindung ans Mittelspannungsnetz muss die vom Wechselrichter bereitgestellte Spannung von rund 600 Volt auf 20 kV hochtransformiert werden. Sie wird dann über Erdkabel zum Einspeisepunkt geleitet. Für eine Einspeisung in 110-kV-Hochspannungsnetze ist ein kleines Umspannwerk erforderlich, das sich nur für größere Windparks lohnt. Aber auch die Verkabelung zum nächstgelegenen Mittelspannungsnetz kann ein gewichtiger Kostenfaktor sein: Pro Kilometer sind 50.000 Euro oder noch mehr fällig. Deshalb lohnt es sich, mehrere Windräder zu bauen und gemeinsam anzuschließen. Sie sollten aber mindestens 600 Meter Abstand voneinander in der Hauptwindrichtung haben, senkrecht dazu reichen 400 Meter.
Betrieb und Zustand der Windräder wird über ein Ferndiagnosenetz permanent überwacht. Automatische Abschalteinrichtungen reagieren zudem bei unzulässig langem Schattenwurf und neuerdings auch auf sich nähernde Vögel und/oder Fledermäuse. Es müssen dann keine festen Abschaltzeiten zum Schutz der Tiere mehr eingehalten werden.
Zu guter Letzt werden die für das Windrad gefällten Bäume durch Aufforstung in der näheren Umgebung ersetzt.