Holztürme und Lego-Bau: Die Innovationen der Wind-Branche

Holztürme und Lego-Bau: Die Innovationen der Wind-Branche

von Angela Schmid

Die Wind-Branche hat zum Tag der erneuerbaren Energien einige Innovationen vorgestellt.

Zum Tag der erneuerbaren Energien haben wir mit Jan Rispens gesprochen, dem Geschäftsführer des Clusters Erneuerbare Energien Hamburg. Neben dem Gespräch haben wir auch einen Blick auf die Innovationen geworfen, mit denen die Branche künftig noch höhere Effizienzgrade oder günstigere Preise erreichen will.

So arbeitet der Forschungsverbund Windenergie daran, die Rotorblätter von Windenergieanlagen wandlungsfähiger zu gestalten, um diese ertragreicher und langlebiger zu machen. Dabei dienen Techniken aus der Luftfahrt als Vorbild. Rotorblätter sollen beispielsweise bei niedrigen Windgeschwindigkeiten an den Hinterkanten spezielle Klappen ausfahren können, um die Angriffsfläche für den Wind zu vergrößern und somit den Ertrag zu steigern. Wird der Wind zu stark, sollen diese wieder eingefahren werden. Die gleiche Technik nutzen auch Flugzeuge, um die Flügel bei Start und Landung entsprechend zu vergrößern oder zu verkleinern.

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Windenergieanlagen sind stets hohen Belastungen der Natur ausgesetzt und laufen jahrelang rund um die Uhr. Die Lebensdauer liegt deshalb aktuell nur bei rund 20 Jahren. Je größer die Rotorblätter sind, desto größer ist auch die Belastung für das Material. Ein Ziel der Forschung ist es daher auch, dass sich die Rotoren automatisch vom Wind wegdrehen, um die Belastungen durch starke Böen zu verringern.

Gleichzeitig arbeitet zum Beispiel die Spitzner Engineers GmbH daran, das Gewicht von Windrädern zu verringern und das Design aerodynamisch zu optimieren - das würde die Lebensdauer ebenfalls verlängern und den Energieertrag steigern.

Neue Bauweisen mit Aufzug oder Lego-SystemDie Montage von Windanlagen auf hoher See ist kompliziert, da die zum Teil sehr großen Bauteile ins Wanken geraten und leicht beschädigt werden können. Offshore-Windanlagen werden daher meist nur an windstillen Tagen und bei gutem Wetter aufgestellt. Für die Installation werden zudem spezielle Errichterschiffe mit großen Kränen eingesetzt, die die Anlagen montieren. Ein neuartiges Aufzugsystem namens "Wind Lift Tower" der Leibniz-Universität Hannover könnte Abhilfe schaffen. Am Windturm wird ein spezieller Aufzug montiert, der die Bauteile sicher und wetterunabhängig nach oben befördert. Ganz zum Schluss positioniert ein Greifarm die Rotorblätter in die vorgesehene Position. Der Vorteil: Diese Technik kann auch an sehr windigen Tagen eingesetzt werden.

An Land baute die Firma Sky Wind 2014 in der Nähe von Husum in Schleswig-Holstein einen ersten 80 Meter hohen Turm ohne speziellen Kraneinsatz und mit deutlich weniger teurem Stahl. Die Technik setzt auf einzelne Betonelemente, die wie Legobausteine per Seilwinde übereinandergesetzt werden können. Eine solche Bauweise kann die Kosten enorm senken und die Umwelt schonen, da zum Beispiel in Waldgebieten in Zukunft keine großen Flächen und Zuwegungen mehr für Kranplätze gerodet werden müssten.

Windräder an HolztürmenWindenergieanlagen mit Holztürmen dürften der nächste Schritt auf dem Weg zu einer komplett nachhaltigen Stromversorgung sein. Die Ausgaben für ein Windrad mit Holzturm sind allerdings auch um ein Fünftel geringer. Holz ist einfacher zu transportieren und erlaubt den Bau von höheren Türmen von rund 200 Metern - damit wären Holztürme sehr rentabel. Stahlturm-Windräder müssen nach 20 Jahren zurückgebaut werden, der Hersteller TimberTower geht von einer doppelt so langen Lebenszeit der Holztürme aus. Ein erster Prototyp wurde im Oktober 2012 in Hannover-Marienwerder errichtet und im Dezember 2012 in Betrieb genommen. Derzeit arbeitet die Firma an weiteren neuen Windpark-Projekten in ganz Deutschland mit.

Windenergieanlagen mit Flugzeugradar sind eine weitere Zukunftstechnik, die bereits gegenwärtig eingesetzt wird. Ein sogenanntes radargestütztes Befeuerungssystem, zum Beispiel das "airspex" der Firma Enertrag, sorgt für weniger störende Blinklichter: Das bekannte blinkende Rotlicht auf hohen Gebäuden wird nur dann eingeschaltet, wenn tatsächlich ein Flugzeug oder Helikopter in der Nähe ist. Damit es ausgelöst wird, muss sich dafür ein Luftfahrzeug in einem Umkreis von vier Kilometern befinden und dabei in einer Höhe von bis zu 600 Metern fliegen. Bisher kann das Blinken, welches eine vorgeschriebene und unbestreitbar wichtige Hinderniskennzeichnung für die Luftfahrt ist, für Anwohner sehr störend sein. Pro Windpark müssen mindestens vier Radargeräte installiert werden. So kann in 98 Prozent der Zeit auf das nächtliche Dauerblinklicht verzichtet werden.

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