Segelflugzeuge & Lenkdrachen: Lautlose, effiziente Windstromturbinen der Zukunft

Die Erzeugung von Strom aus Wind, gilt als besonders sauber. Es handelt somit um eine Schlüsseltechnologie, die im Rahmen der Energiewende auch deutsche Ingenieure dazu antreibt effizientere und auch leisere Anlagen zu entwerfen und schließlich auch zu bauen. Aktuellen Zahlen des Bundesverbandes Windenergie zufolge sind in Deutschland insgesamt 24.667 Windenergieanlagen bis Ende 2014 an den Start gegangen. Im Verbund leisten die Anlagen 38.115 Megawatt.

Windräder müssen in Zukunft neu „erfunden“ werden

Mit der Steigerung der Anzahl der Windräder und letztlich auch der Leistung, macht sich bei den Bürgern jedoch vermehrt Unwohlsamkeit breit. Schließlich werden die modernen Windräder auch immer größer. So verfügen allein die Rotorblätter mittlerweile über eine Länge von 50 Metern. Mit dem Turm zusammen, werden dabei Höhen von bis zu 200 Meter erreicht. Die Giganten haben daher in der letzten Zeit oftmals zu hitzigen Diskussionen geführt.

Die riesigen Windräder verschandeln den Bürgern zufolge das Landschaftsbild. Hierfür wurden auch schon Initiativen gebildet, die sich gegen die gigantischen Windräder stark machen. Tierschützer sehen ebenfalls vermehrt die Gefahr aufkommen, dass exponentiell mehr Vögel und Fledermäuse durch die wachsende Anzahl der Rotorblätter erschlagen werden.

Windräder sollen an der Gesundheit zehren

Einige Experten sehen sogar die Gesundheit der Menschen durch Windkraftanlagen gefährdet. So wurde in Dänemark nun eine umfangreiche Studie in Auftrag gegeben, die klären soll, ob und wie sich die von Windanlagen ausgehenden niederfrequenten Geräusche auf den menschlichen Organismus auswirken.

Menschen, die in unmittelbarer Nähe von Windrädern wohnen klagen über Schlafstörungen, Konzentrationsprobleme, sowie über Kopfschmerzen bis hin zu Tinitus und Angstzustände. Die aktuelle Studie in Dänemark läuft zwei Jahre. Bis dahin wird der Ausbau der Windkraftanlagen weitestgehend auf Eis gelegt. Klar ist bereits, dass es Verbindungen zwischen Lärm und verschiedenen Krankheiten wie Diabetes und Bluthochdruck gibt. Nun gilt es festzustellen ob es auch konkret Verbindungen zwischen den Erkrankungen und dem von Windkraftanlagen ausgehenden Lärm eruiert werden können.

So lange Ungewissheit herrscht, wurden auch hierzulande die Hürden für moderne Windkraftanlagen höher gesteckt. So hat der bayrische Landtag zuletzt die sogenannte 10H-Regelung beschlossen. Dabei muss eine Abstand zur nächsten Wohnsiedlung eingehalten werden, der das Zehnfache der Windradhöhe beträgt.

Leise Alternativen zu Windrädern

Techniker, Tüftler und große Konzerne sind daher stets auf der Suche nach Lösungen, die nicht nur leiser sondern auch wesentlich effizienter sind. Diesbezüglich haben wir euch erst vor Kurzem die neue Vortex-Windturbine vorgestellt, die gänzlich auf Rotorblätter verzichtet und eine doppelte Leistung bringt. Die Reihe innovativer Windturbinen ist dabei schon recht lang. Aus der Rolle fallende Konzepte gehen sogar einen Schritt weiter. Mit SheerWind wurde in den USA im letzten Jahr eine neue Windturbine vorgestellt, die sogar um 600 Prozent effizienter ist als herkömmliche Anlagen. Forscher am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) im US-amerikanischen Cambridge haben die Vision von einer neuen Generation von Windrädern präsentiert. Die Erzeugnisse aus der Zukunft sollen mit Helium gefüllt werden und in einer Höhe von bis zu 600 Metern in der Luft schweben. In diesen Höhen sei den Experten zufolge die Windausbäute fünf- bis achtmal höher als am Boden.

Video zur innovativem Vortex-Windanlage der Zukunft

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Segelflugzeuge und Lenkdrachen als Windstrom-Lieferanten der Zukunft

Der Flugwindkraftanlagen-Hersteller Makani Power verfolgt einen ähnlichen Ansatz und möchte auch das Potential der Höhe nutzen um Windenergie zu fördern. Statt auf riesige, mit Helium gefüllte Windräder, sollen Segelflugzeuge zum Einsatz kommen. Der vor zwei Jahren durch Google übernommene Konzern hat ein Fluggerät entwickelt, auf dem sich Strom erzeugende Rotoren befinden. Das einem Segelflugzeug ähnelnde Objekt, schwebt in 350 Metern Höhe lautlos über der Erde und ist dabei über ein Seil mit der Basisstation verbunden. Der in den luftigen Höhen erzeugte Strom wird dann mittels Kabel zur Erde geleitet. Die neuartige Flugwindturbine ist Google zufolge genau da einsetzbar, wo herkömmliche Windanlagen nicht installiert werden können. Hier kommenden Gegenden mit starker Bewaldung oder unwegsamen Gelände in Betracht. Die Makani Power Segelflieger erzeugen 50 Prozent mehr Strom als herkömmliche Anlagen und benötigen dabei 90 Prozent weniger Material.

Das in Brandenburg ansässige Unternehmen EnerKite möchte statt Segelflieger Lenkdrachen nutzen um in Zukunft sauberen Strom zu erzeugen. Auch hier ist die Technologie einfach in der Handhabung und Umsetzung. Um Strom erzeugen zu können, wird ein Drachen am Seil befestigt in eine Höhe von 300 Metern befördert. Quer zum Wind segelnd und Achten fliegend, werden die dabei entstehenden Kräfte über das Seil in eine auf dem Boden befindliche Generatorwinde übertragen. Beim Herauslassen des Seils und des Flügels wandelt der Generator das dabei erzeugte Drehmoment in elektrische Energie um. Ist das Seil maximal ausgerollt, wird der Flügel wieder eingeholt. Nun startet der Prozess von vorn. Das tolle dabei ist, dass innerhalb des ersten Prozesses das Zehnfache an Energie gewonnen werden kann, als für das Einholen benötigt wird. Somit ist auch diese Anlage ziemlich effizient und liefert kontinuierlich Strom. Ein intelligentes System ermöglicht dabei eine autonome Steuerung, die sich auch den stets vorherrschenden Windbedingungen anpasst und gleichmäßig das Maximale an der Energiegewinnung heraus kitzelt. Die Software zu diesem sogenannten Autopiloten wurde für eine halbe Million Euro entwickelt. Hierbei handelt es sich um die Kerntechnologie der Alternative zu den bereits genannten Flugwindturbinen.

Vorrangig könnten die autonomen Flugdrachenenergiesammler in Offshore-Standorten mit großer Meerestiefe zum Einsatz kommen. EnerKites benötigen schließlich kein Fundament, was auf dem unzugänglichen Meeresboden erst aufwändig und kostspielig verankert werden muss.

EnerKite im Video vorgestellt

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Fliegende Windkraftanlagen gelten als Flughindernisse

Ähnlich wie die EnerKites funktionieren auch die Erzeugnisse des Berliner Start-ups NTS. Hier kommen ebenfalls Lenkdrachen als Windturbinen zum Einsatz. Diese sind allerdings mit Schienenfahrzeugen auf dem Boden verbunden. Die speziell dazu gefertigten Seile dienen als Verbindungsglied zwischen den in 200 bis 500 Metern Höhe befindlichen Drachen und den Fahrzeugen auf dem Boden. Mit der Kraft des Windes werden die Fahrzeuge über einen Rundkurs gezogen. An der Achse der Fahrzeuge befindet sich ein Generator, der wiederum Strom erzeugt. Je nach der Größe des Schienensystems können zwischen sechs und 24 Fahrzeuge auf einem Rundkurs betrieben werden.

Da die Drachen jedoch recht hoch fliegen, müssen diese in Flugkarten eingetragen und mit Warnlichtern ausgestattet werden. Generell dürfte das ein Groß der fliegenden Windkraftanlagen betreffen, was wiederum zu entsprechend hohen bürokratischen Hürden führt. NTS-Gründer Ahrens beteuerte, dass allein für die Teststrecke der NTS-Flugdrachen fünf Jahre vergingen, bis die Behörden grünes Licht gaben.

Windräder in Turmform, wie etwa die SheerWind-Anlage oder das Vortex-System, die jeweils ohne Rotorblätter auskommen, dürften zunächst das Zukunftsbild moderner Windkraftanlagen bestimmen. Alternativen aus der Luft sollten dennoch als Ergänzung mit genutzt werden. Schließlich ist in den Höhen die Windausbeute deutlich höher, was wiederum den Materialeinsatz entsprechend schmälert und die Windenergie-Technologie noch erschwinglicher macht.

Flugwindturbinen in der Form von Lenkdrachen und Segelfliegern dürften das Landschaftsbild jedenfalls nicht so stark beeinflussen, wie die aktuellen Windgiganten. Zudem haben das Landschaftsbild zierende Lenkdrachen und Segelflieger etwas idyllisches und beruhigendes. Natürlich muss aber auch hier ein gewisses Maß eingehalten werden. Im Hinblick auf technologische Weiterentwicklungen für die Gewinnung von Strom durch den Wind geschieht in der letzten Zeit einiges. Es bleibt daher ziemlich spannend, welche Entwicklungen uns in Zukunft noch erwarten. Wir bleiben für euch am Ball und berichten, sobald es wieder etwas Neues gibt.