Vertikale Windräder: Ein alter Ingenieurstraum
Von Christoph Landolt. Aktualisiert am 07.07.2011 15 Kommentare
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Egon Lang, Professor für Energietechnik an der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW), war am Anfang auch skeptisch. «Vertikale Windkraftwerke sind nichts Neues, ihre Vor- und Nachteile sind seit Jahrzehnten bekannt.» Warum sich bei herkömmlichen Windkraftwerken die Rotoren in luftiger Höhe um eine horizontale Achse drehen hat gute Gründe: Höher ist besser. In 150 Metern Höhe weht der Wind deutlich stärker als weiter unten, wo die Rotoren von vertikalen Windtürmen drehen. Die Fachliteratur spricht deshalb davon, dass vertikale Modelle höchstens 75 Prozent des Wirkungsgrads von horizontalen Windrädern erreichen können.
Karl Bahnmüller und Patrick Richter, die beiden Tüftler, die hinter der Firma Agile Wind Power AG stehen, wollen den Markt für Windräder umkrempeln. Ihre Idee haben sie auch Forschern wie ETH-Professor Lino Guzzella oder Lang von der ZHAW vorgestellt. Dieser traut den Erfindern einiges zu: «Das Konzept ist vielversprechend.» Die Physik können Richter und Bahnmüller zwar nicht überlisten, ihr Konzept hat aber einige zusätzliche Vorteile, wie Lang im Gespräch mit Tagesanzeiger.ch erklärt.
Auch eine Batterie
Unzählige Ingenieure haben sich schon an vertikalen Windrädern versucht, mit überschaubarem Erfolg. 1925 etwa entwickelte der finnische Schiffsoffizier Sigurd Savonius ein System, das mit Rotoren in der Form von halbierten Röhren funktioniert. Der Franzose George Darrieus liess sein System fünf Jahre später patentieren, bei dem Rotorblätter bogenförmig am oberen und unteren Ende der Achse zusammenlaufen. Beide Systeme funktionieren, liefern aber wenig Strom.
Richter und Bahnmüller glauben daran, dass sich der Agile-Windturm durchsetzen kann. Anders als bei Windrädern mit horizontaler Achse ist der Generator nicht in einer Gondel in hundert Metern Höhe untergebracht, sondern am Boden. Das erleichtert nicht nur die Wartung. «Wir planen, den Windturm mit einem Energiespeicher zu kombinieren», sagt Richter. Anstatt direkt Strom ins Netz einzuspeisen, will Richter Luft in einen Tank komprimieren. Wenn die Energie gefragt und die Preise hoch sind, könnte die Druckluft in teuren Spitzenstrom verwandelt werden.
Darin liegt laut ETH-Professor Lino Guzzella die eigentliche Stärke des Agile-Systems. Windkraftwerke lieferten nur während 40 Prozent der Zeit Energie, und diese könne mit Druckluft effizient aufbewahrt werden.
Klappbare Rotoren
«Die Idee ist raffiniert», meint auch ZHAW-Professor Lang. Doch die Koppelung mit einem Energiespeicher ist nicht die einzige Innovation, der Richter und Bahnmüller zum Durchbruch verhelfen wollen. Neu ist auch die Idee, die Stellung der Rotorblätter während der Drehung zu verändern. Dieses System haben Richter und Bahnmüller weltweit patentieren lassen. «Bei vertikalen Windrädern bewegt sich die eine Hälfte der Rotoren mit dem Wind, während sich die andere Hälfte dagegen bewegt», erklärt Energiespezialist Lang. Bei den herkömmlichen Modellen verpufft dadurch viel Energie.
Indem die beiden Erfinder die Rotorblätter im Stil eines Flugzeugflügels oder eines Segels anstellen können, lässt sich dieses Problem lösen. Die Blätter im Wind werden quer gestellt, um den Luftwiderstand zu maximieren. Die anderen Blätter, die sich gegen den Wind bewegen, werden derweil so angestellt, dass Auftrieb entsteht. Lang vergleicht mit einem Segelschiff, das sich auch gegen den Wind steuern lässt.
In diesem Klappmechanismus sehen die beiden Professoren allerdings auch das grösste Hindernis für den Agile-Windturm. Sie befürchten, dass die Lebensdauer der Teile wegen der Schlagbewegung kurz ist. Es lohne sich auf jeden Fall, die Entwicklung weiterzutreiben, meint Guzzella. Letztlich entscheide aber die technische Ausführung darüber, ob das neue vertikale Windrad gegen die herkömmlichen Modelle eine Chance hat. «Die heutigen Kraftwerke nutzen den Wind schon sehr, sehr gut.» (Tagesanzeiger.ch/Newsnet)
Erstellt: 07.07.2011, 15:09 Uhr
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Danke! Endlich eine journalistische Leistung, die dem TA würdig ist. Warum nicht gleich so? Warum muss man erst so einen flachen Artikel (heute früh) ins Netz stellen bis sich jemand des Themas annimmt, der seiner journalistischen Verantwortung nachkommt? Antworten
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