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Energie Schwimmende Kraftwerke

Startups und Wissenschaftler erschließen neuartige Energiequellen auf dem Wasser: Fotovoltaik-Anlagen, die auf Stauseen treiben, schwimmenden Riesenwindräder und Bojen im offenen Meer, die aus der Kraft der Wellen Strom erzeugen. Die Technik könnte die grüne Wende beschleunigen.

SWAY Windrad Quelle: Pressebild

Es ist ein ungewöhnlicher Ponton, der mitten auf dem kleinen See nahe des italienischen Dorfes Suvereto in der Toskana schwimmt: Dutzende Solarmodule sind auf ihm montiert, alle im schrägen Winkel dem Himmel zugeneigt. Langsam, ganz langsam dreht sich das schwimmende Kraftwerk der Sonne nach. Aber das bemerkt nur, wer hier lange zwischen den Weinbergen und Olivenbäumen sitzt und die Stille genießt.

Auf offenem Wasser Strom zu erzeugen, klingt zunächst nach einer riskanten Idee. Für Marco Rosa-Clot aber ist es ein Weg zur Lösung unserer Energieprobleme. Glaubt man dem Leiter des Forschungsinstituts Scienza Industria Tecnologia im italinischen Navacchio, dann wird Sonnenstrom einmal spottbillig – wenn man ihn nur in schwimmenden Kraftwerken erzeugt. „Unser System erhöht die Energieausbeute gegenüber Fotovoltaikanlagen auf dem Land um 75 Prozent“, verspricht er.

Lenkdrachen soll Energie gewinnen
Sie sehen aus wie übliche Lenkdrachen, doch sollen sie zukünftig der Gewinnung von Windenergie dienen. Die Technische Universität Delft in den Niederlanden, deren Drache hier zu sehen ist, forscht seit Jahren im Kite Power Projekt an dieser Technologie und hat schon mehrere Prototypen getestet. 2015 könnten laut der Brandenburger Firma Enerkite die fliegenden Kraftwerke auch in Deutschland für Energie sorgen. Die Drachen fliegen dafür in 300 bis 600 Metern Höhe und zapfen dort die konstanten Windströme für die Stromgewinnung ab. Über ein Seil ist der Drache mit einer mobilen Bodenstation gekoppelt. Die Flugsteuerung sowie der Generator laufen per Autopilot. Im Gegensatz zu großen Windanlagen sind die „Energiedrachen“ flexibel einsetzbar, leise und auch noch günstiger. Quelle: Twitter
Die USA setzt ebenfalls auf Fluggeräte zur Energiegewinnung, doch diese ähneln eher einem Flugzeug. Windturbinen aus Glasfasern und Karbon machen dabei die Stromgewinnung in der Luft möglich. Die Forschung des kalifornischen Unternehmens Makani Power an der Airborne Wind Turbine wird unter anderem von Google bezuschusst. Die Turbine, die bis zu 600 Meter hoch fliegt, wird von einem Hauptseil gehalten, während die Luftenergie über ein anderes Seil zum Boden gelangt. Dabei fliegt die Windturbine kreisförmig und quer zum Wind, wodurch sie sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht. Der Prototyp kann sogar teilweise selbstständig den Flugmodus wechseln. Das Unternehmen plant die Windturbinen auch auf der See einzusetzen. Quelle: Twitter
Zumindest auf den Plänen der Konstrukteure bringen diese Windgeneratoren mehr Leistung als konventionelle Windmühlen. Der vertikale "Aerogenerator" wird auf hoher See installiert. Die Stromausbeute liegt bei 10 Megawatt, rund drei Megawatt mehr als die bisher größte Windanlage produziert. Die Spannweite kann nach Angaben des britischen Herstellers Windpower bis zu 230 Meter betragen. Dagegen sehen die bisher üblichen Windmühlen eher schlapp aus - die neuesten Anlagen der konventionellen Bauart sollen nämlich einen Rotorendurchmesser von "nur" 180 Meter haben. Texte: Miguel Zamorano Recherche: Andreas Menn Quelle: PR
Schaut wie eine Steinschleuder aus, ist aber ein Lenkdrache. Die Idee: der Kite-Segel der italienischen Firma Kite Gen ist an einem bewegbaren Arm an zwei Seilen befestig und wird dann auf eine Höhe von 800 bis 1000 Metern gebracht. Dort dreht der Winddrachen konstante Achten und treibt so die Turbine an. Der Vorteil: in mehr als 1000 Meter Höhe bläst der Wind konstanter als in Bodennähe. Bei einer Windgeschwindigkeit von 25 km/h läge die Energieausbeute laut Hersteller bei drei Megawatt. 300 Drachen brächten so die Leistung eines Atomkraftwerks - und da der Wind in der Höhe nahezu durchgehend bläst, gäbe es keine großen Ausfallzeiten. Der Haken: Flugzeuge müssten das Gebiet umfliegen. Das scheint bei der hohen Verkehrsdichte am europäischen Himmel und der Größe der Lenkdrachen-Parks nicht praktikabel. Das Modell ist derzeit noch in der Erprobungsphase. Quelle: PR
Bläst der Wind, dreht sich der Ballon um die eigene Sache und treibt den Rotor an Quelle: PR
Die Windhelix eignet sich für große Eigenheime Quelle: PR
Diese Modell soll sich unauffällig in die Landschaft fügen- Quelle: PR

Die Italiener sind nicht die einzigen, die das Wasser als Kraftwerksstandort entdeckt haben. Auch Windturbinenhersteller arbeiten an riesigen Windmühlen, die nicht mehr mit Fundamenten befestigt sind, sondern frei im Meer schwimmen. Sie könnten weit von der Küste entfernt Strom erzeugen. Sogar schwimmende Wellenkraftwerke sind in Arbeit.

Bessere Kühlung

Damit sollen nicht nur völlig neue Flächen jenseits des Festlands für die Stromerzeugung erschlossen werden – regenerativ erzeugter Strom soll auch noch deutlich preiswerter werden als heute.

Fotovoltaik-Kraftwerke aufs Wasser zu bauen macht sie aus mehreren Gründen effizienter. Erstens lassen sich die Solar-Pontons spielend leicht mit Hilfe von Elektromotoren der Sonne nachführen. Auf dem Land geht das zwar auch, doch sind dafür viel aufwändigere Fundamente und Trägerkonstruktionen nötig. Der Einstrahlwinkel ist ein wichtiger Faktor für hohe Stromausbeute – Solarmodule sind umso produktiver, je genauer sie auf die Sonne ausgerichtet sind.

Ein zweites Argument, Solarmodulen das Schwimmen beizubringen, liegt in ihrer Hitzeempfindlichkeit. In voller Sonne werden sie oft mehr als 70 Grad heiß – und liefern dann nur noch 60 Prozent ihrer Leistung. Rosa-Clot hat sein Schwimmkraftwerk mit Sprenklern ausgerüstet, die die Module stetig kühlen. Wasser ist ja genug vorhanden.

Drittens testen die Italiener Solarpanels, die zusätzlich mit Reflektoren aus Aluminium ausgestattet sind. Die schräg gestellten Spiegelplatten sollen noch mehr Licht auf die Solarzellen werfen und die Stromausbeute erneut erhöhen. Auch sie lassen sich auf den Pontons vergleichsweise einfach anbringen.

Insgesamt soll das Kraftwerk in Italien pro installierter Kilowattstunde Leistung jährlich 2060 Kilowattstunden produzieren. Auf dem Land würden die Module nur 1170 Kilowattstunden liefern, rechnet Rosa-Clot vor. Das weckt Interesse aus aller Welt: „Wir arbeiten an Projekten in Südkorea und in den USA“, sagt der Wissenschaftler.

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