Diese 5 Ideen könnten die Windkraft verändern

Foto: © Statoil

Global gesehen ist die Windkraft noch ein winzig kleines Licht. Doch ihr Potenzial ist riesig. Auch wenn sich das mancherorts anders anfühlt: Noch spielt die Windkraft eine Statistenrolle. Bislang liefert sie gerade vier Prozent des weltweiten Strombedarfs. Das wird nicht so bleiben. Die Aussichten für die Windfänger sind grandios. Laut Forschern der Harvard-Universität übersteigt das Potenzial den Weltenergiebedarf bei Weitem.

Keine Frage, die Windkraft wird massiven Aufwind erfahren. Der Weltklimavertrag spricht dafür. Rückenwind liefern aktuelle Zahlen der Internationalen Energie Agentur (IEA): Jährlich sterben weltweit 6,5 Millionen Menschen an schlechter Luft. Schuld seien vor allem die Energiebranche und der Verkehrssektor. Doch schafft man Kohlekraftwerke und Verbrennungsmotoren ab, steigt der Strombedarf. Wo soll der Saft herkommen? Milliardäre wie Warren Buffett oder die Rockefeller-Familie scheinen eine Antwort parat zu haben: Sie wenden sich von fossilen Energieträgern ab und pumpen Milliarden in die Windkraft.

30 Prozent Windkraft bis 2050?

Po Wen Cheng, Professor für Windkraft an der Universität Stuttgart, sieht zwar einen Aufwärtstrend, bleibt aber dennoch am Boden: „Das Ausbautempo hängt maßgeblich vom politischen Rückenwind und den Kostenreduktionen ab.“ Beim Global Wind Energy Council (GWEC) ist man optimistischer: Dort heißt es, bis 2050 könne die Windkraft bis zu 30 Prozent des globalen Strombedarfs decken.

Um das Potenzial entfalten zu können, muss sich die Branche verändern: Windräder an Land sind zwar technisch ausgereift, doch ihre Stromausbeute ist mager. Selbst an guten Standorten laufen sie nur selten auf Hochtouren – meist weht schlicht zu wenig Wind. Das ist auf hoher See oder in größerer Höhe anders: Hier erzielen die Turbinen viel höhere Erträge. Deshalb entwickeln Forscher immer neue Anlagetypen und ersinnen neue Lösungsansätze. Utopia listet die vielversprechendsten Innovationen auf.

1. Windkraft: hoch hinaus

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Hohe Türme von Max Bögl. (Foto: © Max Bögl GmbH)

Eine einfache Faustformel besagt, dass jeder Meter an Höhe bis zu einem Prozent an Mehrleistung bringt. Doch um die Windturbinen in immer größere Höhen zu hieven, braucht es immer ausgeklügeltere Turmkonzepte und Installationstechniken.

Mit fast 164 Metern Nabenhöhe baut der Max-Bögl-Konzern aus dem bayerischen Sengenthal den derzeit höchsten Turm der Welt. Ist das Windrad installiert, reichen die Fl
ügelspitzen bis zu 240 Meter in den Himmel. „Unser Hybridturm mit großen Nabenhöhen ist für Schwachwindstandorte prädestiniert“, sagt Pressesprecher Jürgen Kotzbauer. Da solche Riesentürme aufgrund ihrer monströsen Ausmaße nicht unter Autobahnbrücken durchpassen, werden sie in bis zu 45 Segmenten gefertigt und transportiert. Erst auf der Baustelle werden sie zusammengefügt.

2. Windrad und Wasserspeicher in einem

Im süddeutschen Gaildorf entstehen gerade vier Windräder, deren Fundamente gleichzeitig als Wasserspeicher dienen. In windreichen Zeiten treibt der Strom Wasserturbinen an und füllt die Speicher. In windarmen Zeiten liefert das System Regelenergie und stabilisiert die Netze: „Wir fahren aus dem Stand in 30 Sekunden auf Volllast“, sagt Alexander Schechner, einer der beiden Geschäftsführer der Naturspeicher GmbH, die das Kraftwerk baut. Ende kommenden Jahres soll es in Betrieb gehen.

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Windwasserrad von Naturspeicher (Foto: © Naturspeicher GmbH)

3. Windkraft: schwimmende Plattformen

Da die größten Windressourcen auf See schlummern, zieht es die Windkraft aufs Meer. Doch fast überall ist die See zu tief, um die Fundamente auf dem Grund abzusetzen. Deshalb werden weltweit schwimmende Plattformen entwickelt.

Das norwegische Energieunternehmen Statoil baut vor Schottland sogar bereits den ersten schwimmenden Windpark auf: Die 6-Megawatt starken Siemens-Windräder zählen zu den größten und leistungsstärksten der Welt. Ihre drei Rotorblätter malen einen 154 Meter großen Kreis in den Himmel. Getragen werden die 360-Tonnen schweren Turbinen von sogenannten Spar-Bojen, die dem Schwimmer einer Angel ähneln. Sie sind 258 Meter lang, 14 Meter dick und 2000 Tonnen schwer.

Am Grund angekettet, treiben die Anlagen aufrecht im Meer, wobei 80 Meter der Röhren untertauchen. Michael Hannibal, Geschäftsführer Offshore Wind bei Siemens, ist sicher, dass es ein Erfolg wird: „Unsere Technologie kann man bereits als vorkommerziell bezeichnen. Wir erwarten im Bereich der schwimmenden Windkraftanlagen weitere Kostensenkungen, die den Ausbau vorantreiben.“

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Schwimmender Windpark von Statoil (Foto: © Statoil)

4. Die Kraft der zwei Flügel

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Zweiflügler der Firma Skywind (Foto: © Skywind)

Die Rechnung ist simpel: Zwei Flügel sind billiger als drei. Deshalb konzentrieren sich Hersteller wie Skywind aus Husum oder 2BEnergy aus den Niederlanden auf dieses Konzept. Das bietet noch einen weiteren Vorteil: Der gesamte Rotor kann vormontiert auf den Turm gehoben und muss nicht – wie beim Dreiflügler üblich – kompliziert gedreht werden.

5. Windkraft: fliegende Kraftwerke

In ganz anderen Sphären gleiten fliegende Windkraftwerke. Diese kommen wie Flugdrachen von Kindern daher, sind von Spielzeug aber weit entfernt. Flugwindkraftwerke steigen in mehrere hundert Meter Höhe auf, wo starke und beständige Winde wehen. Dazu brauchen sie nicht mal einen Turm. Im Ressourcenverbrauch stehen sie daher zehnmal besser da als Dreiflügler. Und das Beste: „Die Technologie ermöglicht es, mit leistungsschwächeren Anlagen mehr Energie zu ernten“,  ist Fort Felker, Direktor des National Wind Technology Center in den USA, überzeugt.

Neben Makani, einem finanzstarken Unternehmen, das zum Internetriesen Google gehört, arbeitet das deutsche Start-Up Enerkite an der Technik. Bis die Systeme kommerziell starten, dauert es aber noch.

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Technologie des deutschen Start-ups EnerKite (Foto: © EnerKite)

Großes Potenzial auf dem Meer

Wohin sich die Windkraft genau entwickeln wird, ist noch offen. Klar ist, dass sie enorme Entfaltungskraft hat. Vor allem auf See schlummern ungeahnte Kräfte. Laut Windforscher John Olav Tande, vom norwegischen Energieforschungsverbund Sintef „ist das Potenzial durch die vorhandene Meeresoberfläche um ein Vielfaches größer als der globale Energiebedarf“.

Ziel all der Bemühungen sind möglichst geringe Stromerzeugungskosten. Spezialisten reden schon davon, die Kilowattstunde für wenige Cent produzieren zu wollen. Es wäre fantastisch: Windstrom wäre die billigste Stromquelle.

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(4) Kommentare

  1. Neubau von Windkraft rechnet sich in Deutschland und in den meissten Europäischen Staaten bereits gegenüber Neubau von Kohlekraftwerken. Nicht nur auf dem Meer sondern auch an Land. Die aktuelle langsame Ausbaugeschwindigkeit ist politisch gewollt. Es könnte viel schneller gehen, wenn die Politik nicht die alten Energiekonzerne mit ihren konventionellen Kraftwerken schützen wollte. Marktwirtschaft ist eine hohle Phrase. Damit die konventionellen Energiekonzerne noch eine Zeit lang finanziell stark genug sind um einen kleinen Beitrag zum Rückbau der Atomkraft beizutragen wird unsere Zukunft und die unserer Kinder um Jahrzehnte verzögert.

  2. Zu Punkt 4:
    Windkrafträder mit 2 Flügeln haben viel grössere Schwingungsprobleme als Räder mit 3 Flügeln. Der Höhenunterschied eines Windrades mit zwei Flügeln ist durch die zwei Extremstellungen waagerecht und senkrecht sind viel grösser als bei drei Flügeln. Bei dem sind die Extremstellungen eine Spitze ganz oben oder zwei Spitzen etwas tiefer.
    Weil die Luftgeschwindigkeit mit zunehmender Höhe stark zunimmt wechselt der Druck auf die Blätter und den Turm bei zwei Flügeln ständig sehr stark. Das zermürbt das Material viel stärker und schneller. Deshalb haben sich die meissten Hersteller für dreiflüglige Räder entschieden.

  3. Punkt 3

    Wer soll diesen ganzen Unsinn noch glauben ?
    Jeder Mensch der sich im maritimen Umfeld auskennt,
    weiß doch genau, das Materialien wie Stahl oder Beton bei langfristig schwimmenden Projekten im Salzhaltigen Gewässern nicht zu suchen haben. Aber es wird im Kauf genommen, das hier sehr viele Wartungsintervalle notwendig sein werden.
    Denn es gibt ja angeblich kein anderes Material, das in der Lage wäre die vorhandenen Gewichte der Windkraftanlage mit Turm zu tragen. Und die Zug und Druckkräfte die zusätzlich von den auftretenden Wind und Wellen entstehen, erfolgreich über 20 Jahre zu beherrschen. Diese werden eigentlich über die Verankerungsketten auf dem Meeresgrund befestigten Ankersystemen abgeleitet.
    Warum hier schwimmende Plattformsysteme mit soviel Eigengewicht benötigt werden, ist eigentlich nur damit zu erklären ! Die kennen kein besseres Material dafür.
    Die Lösung ist so einfach, und wird zur Zeit weltweit erfolgreich in vielen neuen Bauprojekten für 100m hohe Gebäude und sehr großen Hallendächern täglich nachgewiesen. Ich spreche von der neusten Holztechnologie. Die ist was Statik tragende Konstruktionen und die vorhanden Zug und Druckkräfte betrifft, auf dem gleichen Stand was Stahl oder Betonmaterial für schwimmende Plattformen vorweisen müssen. Mit dem Vorteil bis zu 14x leichter zu sein. Das eröffnet dem maritimen schwimmenden Markt neue Horizonte, nicht nur für schwimmende Windkraftanlagen. Mit innen eingebauten Trimmtank liegt der Schwerpunkt immer im Wasser. Der weitere Vorteil liegt an der absolut Wartungsfreien schwimmenden Plattform. Und es ist ein nachwachsender Rohstoff der Natur. Holz und Salzwasser sind Naturprodukte und passen zusammen. Geschützt wird das Holz mit einer Beschichtung vor Feuchtigkeit und UV-Strahlen gegen Rissbildung.
    Die Kosten für die Verankerung sind erheblich günstiger.
    Das betrifft auch die Produktion und den Transport.
    Solange immer wieder nur Stahlmaterial für schwimmende Plattformsysteme verwendet wird, sind vernünftige Strompreise sicher nicht zu erreichen.

    Dieser Wahrheit muss sich auch die Fa. Statoil und Siemens stellen.

    Frohes werken mit unnötigen Arbeiten.

    Schöne Zeit und gesund bleiben.

    LG.
    PS

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