Innovation & Forschung
Fliegende Wind-Turbine soll einen Megawatt liefern
Das Unternehmen Makani Power hat eine fliegende Wind-Turbine namens „Wing 7" entwickelt. Diese arbeitet autonom in einer Höhe von rund 400 Metern und liefert per Kabel Strom an eine Bodenstation. Michael Strobel vom Fraunhofer IWES sieht Schwächen im Konzept und erwartet in diesem Jahrzehnt jedoch einen Entwicklungssprung im Bereich der fliegenden Windkraft-Anlagen.
19.10.2011
"Wing 7", Foto: macani.com
Wing 7 ähnelt optisch diversen Solarflieger-Prototypen, dient aber der Stromerzeugung durch Windkraft. Die rotorgetriebene Konstruktion erstreckt sich auf eine Flügelspannweite von acht Metern und beherrscht sowohl Horizontal- als auch Vertikalflug. Das fliegende Kraftwerk hängt an einem Kabel und steigt 400 Meter in die Luft, wo es schließlich bei einer Windgeschwindigkeit von 35 km/h bis zu 20 Kilowatt an Leistung liefert. Die Anlage besteht zu großen Teilen aus Karbon und wiegt deshalb nur etwa 58 Kilogramm.
Erste Tests mit einem Prototypen sind bereits gelungen, nun strebt Makani buchstäblich höhere Ziele an. Unter dem Titel „M1" arbeitet die kalifornische Firma an einer größeren Version. Diese soll auf einer Höhe von 550 Metern operieren und eine Leistung von einem Megawatt erbringen. Das Konzept könnte die Möglichkeit eröffnen, auch abgelegene Gegenden in Entwicklungs- und Schwellenländern mit Strom zu versorgen. Bis 2015 will Makani ein marktreifes Produkt fertiggestellt haben,
Problematischer Ansatz
Strobel steht dem Makani-Konzept skeptisch gegenüber. „Es gibt hier zwei technische Lösungen: Den Generator in den Flugkörper zu verbauen, so wie es Makani macht, und den Generator am Boden zu betreiben", schildert er. „Ein Kabel, das einen Megawatt über einen halben Kilometer transportieren soll, ist dick, schwer und gibt Luftwiderstand", so seine Erklärung. "Zudem kommt ein Absturz, der vor allem in der Testphase immer wieder vorkommen kann, so wesentlich teurer." Dieses Risiko würde es auch erschweren, Landflächen für die Installation einer solchen Anlage zu finden.
Einsetzbar wäre das Konzept weltweit, so der Experte, da in der angestrebten Höhe immer ausreichende Windgeschwindigkeit für einen effizienten Betrieb einer fliegenden Turbine herrschen. Auch die Vereisungsgefahr beurteilt er als gering, zumal es taugliche Anti-Icing-Systeme gibt. Eine Studie zum Thema ist beim Fraunhofer IWES aktuell in Arbeit.
Technologiesprung in Aussicht
Dass sich die Idee fliegender Windkraftanlagen bislang nicht etablieren konnte, obwohl es schon seit Ende des 19. Jahrhunderts erste Konzepte gibt, hat laut Strobel mehrere Ursachen. „Man hat erst in den 70-er Jahren verstanden, wie man fliegen muss, um Strom zu gewinnen", erzählt der Fachmann. „Es fehlten auch die Systeme zur automatischen Regelung solcher Systeme, in deren Entwicklung erst in den vergangenen zwei Jahrzehnten viel Geld investiert wurde. Zudem waren die nötigen Materialien lange nicht verfügbar. Industrielles Karbon gibt es erst seit etwa 30 Jahren." Zudem gewannen erneuerbare Energieformen erst gegen Ende des Jahrtausends an Bedeutung.
Die fliegende Windkraft ist laut Strobel heute auf dem Stand, auf dem sich die stationäre Stromerzeugung in diesem Bereich vor einem Vierteljahrhundert befunden hat. „Man hat nun aber eine kritische Masse an Leuten erreicht, die sich damit beschäftigen", sagt der Forscher. Er geht davon aus, dass sich die Technik im Laufe dieses Jahrzehnts soweit entwickeln wird, um danach zu wissen, ob sie für die Zukunft eine tragfähige Alternative darstellt.
Erste Tests mit einem Prototypen sind bereits gelungen, nun strebt Makani buchstäblich höhere Ziele an. Unter dem Titel „M1" arbeitet die kalifornische Firma an einer größeren Version. Diese soll auf einer Höhe von 550 Metern operieren und eine Leistung von einem Megawatt erbringen. Das Konzept könnte die Möglichkeit eröffnen, auch abgelegene Gegenden in Entwicklungs- und Schwellenländern mit Strom zu versorgen. Bis 2015 will Makani ein marktreifes Produkt fertiggestellt haben,
Problematischer Ansatz
Strobel steht dem Makani-Konzept skeptisch gegenüber. „Es gibt hier zwei technische Lösungen: Den Generator in den Flugkörper zu verbauen, so wie es Makani macht, und den Generator am Boden zu betreiben", schildert er. „Ein Kabel, das einen Megawatt über einen halben Kilometer transportieren soll, ist dick, schwer und gibt Luftwiderstand", so seine Erklärung. "Zudem kommt ein Absturz, der vor allem in der Testphase immer wieder vorkommen kann, so wesentlich teurer." Dieses Risiko würde es auch erschweren, Landflächen für die Installation einer solchen Anlage zu finden.
Einsetzbar wäre das Konzept weltweit, so der Experte, da in der angestrebten Höhe immer ausreichende Windgeschwindigkeit für einen effizienten Betrieb einer fliegenden Turbine herrschen. Auch die Vereisungsgefahr beurteilt er als gering, zumal es taugliche Anti-Icing-Systeme gibt. Eine Studie zum Thema ist beim Fraunhofer IWES aktuell in Arbeit.
Technologiesprung in Aussicht
Dass sich die Idee fliegender Windkraftanlagen bislang nicht etablieren konnte, obwohl es schon seit Ende des 19. Jahrhunderts erste Konzepte gibt, hat laut Strobel mehrere Ursachen. „Man hat erst in den 70-er Jahren verstanden, wie man fliegen muss, um Strom zu gewinnen", erzählt der Fachmann. „Es fehlten auch die Systeme zur automatischen Regelung solcher Systeme, in deren Entwicklung erst in den vergangenen zwei Jahrzehnten viel Geld investiert wurde. Zudem waren die nötigen Materialien lange nicht verfügbar. Industrielles Karbon gibt es erst seit etwa 30 Jahren." Zudem gewannen erneuerbare Energieformen erst gegen Ende des Jahrtausends an Bedeutung.
Die fliegende Windkraft ist laut Strobel heute auf dem Stand, auf dem sich die stationäre Stromerzeugung in diesem Bereich vor einem Vierteljahrhundert befunden hat. „Man hat nun aber eine kritische Masse an Leuten erreicht, die sich damit beschäftigen", sagt der Forscher. Er geht davon aus, dass sich die Technik im Laufe dieses Jahrzehnts soweit entwickeln wird, um danach zu wissen, ob sie für die Zukunft eine tragfähige Alternative darstellt.
Quelle: UD / pte
