Windkraft: Formel-1-ähnliche Spoiler steigern Leistung von Turbinen

Windkraft: Formel-1-ähnliche Spoiler steigern Leistung von Turbinen

von Wolfgang Kempkens

Bei Windkraftanlagen zählen inzwischen die Details: GE erhöht die Stromausbeute jetzt mit Spoilern und intelligenter Software.

Rotorblätter von Windkraft-Anlagen sind in der Regel groß, weiß-grau – und glatt. Je harmonischer der Wind über die Flügel weht, desto schneller wird die Turbine angetrieben, und desto höher ist die Ausbeute. Erstaunlicherweise funktioniert das jedoch besser, wenn die Oberfläche nicht völlig glatt ist.

Auf den Rotorblättern mancher Windgeneratoren, die heute noch völlig eben aussehen, kleben künftig v-förmig angebrachte Stäbchen. Damit lassen sich Turbulenzen vermeiden, die die Rotation behindern – so steigt die Leistung einer Turbine um ein bis zwei Prozent.

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Die Mühlen mit den Stäbchen stammen von der Windsparte von General Electric. „BladeBoost“ nennen die GE-Ingenieure das Tuning der Rotorblätter. Es ist Teil eines Verbesserungspakets, das die Leistung der neuesten Turbinen um bis zu fünf Prozent steigern soll – wohlgemerkt bei einem Wirkungsgrad von rund 50 Prozent, der schon fast die Obergrenze des technisch Machbaren darstellt. In Neuanlagen tunt das Unternehmen bereits auf diese Weise. Generatoren, die schon laufen, können die Ingenieure einfach nachrüsten.

Formel 1 als VorbildDas Paket umfasst noch weitere technische Änderungen. Vor allem kommt eine neue Steuerungssoftware zum Einsatz, die den Betrieb optimiert. Sie analysiert Zehntausende Datenpunkte pro Sekunde, um die Stromausbeute zu optimieren und sich schwankenden Windverhältnissen anzupassen. Das  macht GEs sogenannte „Brilliant“-Turbine zur derzeit effizientesten Onshore-Windkraftanlage auf dem Markt.

Die Software sorgt unter anderem auch dafür, dass sich an den Rotorblättern kein oder zumindest weniger Eis bildet. Dazu drehen die Betreiber die Rotorblätter um ihre Längsachse entsprechend dem aktuellen und zu erwartenden Wetter. Der Wintermodus kann den Ertrag schon um ein Prozent steigern, wenn er Eisbildung an drei bis fünf Tagen im Jahr verhindert. Zudem sorgt die Software für eine optimale Flügelstellung je nach Windgeschwindigkeit.

Zu den technischen Verbesserungen gehören außerdem Spoiler an den Flügelspitzen, die die Angriffsfläche für den Wind vergrößern. Das steigert die Leistung noch einmal um ein bis zwei Prozent. Ähnliche Bauteile sorgen dafür, dass Formel-1-Boliden auch bei extremen Geschwindigkeiten die Bodenhaftung nicht verlieren.

Kleinere Versorgungslücke, weniger KohlestromFlügelverbreiterungen im Wurzelbereich der Rotorblätter, die an Landeklappen beim Flugzeug erinnern, sorgen dann noch einmal für ein Leistungsplus von einem Prozent. Wichtiger noch: Die Turbine produziert auch bei sehr geringeren Windgeschwindigkeiten Strom. Das reduziert die Versorgungslücke bei Schwachwind, die bislang vor allem von Kohlekraftwerken aufgefangen wird.

GE-Wind ist unter anderem im niedersächsischen Salzbergen zu Hause. 1997 kaufte der US-Konzern Enron die damalige Tacke Windtechnik und führte sie mit dem US-Unternehmen Zond zusammen. Nach der Jahrhundert-Pleite von Enron übernahm GE die Windkraft-Spezialisten und formte daraus seine Windenergie-Sparte. Die erste "Brilliant"-Turbine ging in dieser Woche im bayrischen Schnaittenbach ans Netz.

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