Energie aus 300m Höhe
Drachen ernten den Wind
Doppelter Ertrag, halbierte Kosten, ressourceneffizient und weltweit wirtschaftlich – das sind die schlagkräftigen Argumente von Flug-Windkraftanlagen. Mit Unterstützung aus der Steuerungstechnik steht diese neue Art der Energiegewinnung kurz vor der Serienreife. Dann soll sich konkurrenzlos preiswerter Öko-Strom erzeugen lassen.
„Herkömmliche Kleinwindanlagen sind weltweit an weniger als zwei Prozent der möglichen Binnenstandorte konkurrenzfähig“, erklärt Dr. Alexander Bormann, CEO des Unternehmens EnerK? te, den Hintergrund seiner Bemühungen. „Mit unseren Drachen kann an 80 Prozent der weltweit möglichen Standorte Strom erzeugt werden – und das deutlich wirtschaftlicher als mit Photovoltaik oder Dieselstrom.“ Es sind tatsächlich Lenkdrachen – sogenannte Kites – die das Unternehmen dafür in den Himmel schickt. Sie steigen in bisher unerreichte Höhen auf: „Unsere Drachen fliegen bis zu 300 Meter hoch. Dort herrschen einerseits stärkere und beständige Winde, andererseits liefern EnerKites schon bei niedrigen Geschwindigkeiten volle Leistung“ so Bormann. Flug-Windkraftanlagen können sich zudem durch eine intelligente Betriebsführung den ständig wechselnden Windbedingungen anpassen. Mit weit über 5000 Vollaststunden im Binnenland erreicht die Nutzung der Windenergie ein bisher nicht gekanntes Maß an Rentabilität und Versorgungssicherheit.
High-Tech mit wenigen Komponenten
Kernstück dieser neuen Technologie sind ultraleichte und hocheffiziente Flügel. Sie sind für einen hohen Auftrieb konzipiert und verfügen durch eine starre Bauweise über die Flugfähigkeit eines Segelflugzeugs. Das sind grundlegende Voraussetzungen für den produktiven Betrieb der Flug-Windkraftanlage. Über drei verschleißfeste Hochleistungs-Kunststoffseile sind die Flügel mit Seilwinden am Boden verbunden. In der Hauptseiltrommel befindet sich ein Generator. „Auf diese Eigenentwicklung sind wir stolz. Wir haben eine integrierte Generatoreinheit patentiert, die einen extrem großen, variablen Drehzahlbereich bietet, ohne dass dafür Kompromisse bei Effizienz oder Kosten hingenommen werden müssen“, so Bormann. Eine M1-Steuerung von Bachmann Electronic regelt die komplexen Flugbewegungen. Zudem gehört ein Batteriespeicher zur Grundausstattung jeder Anlage. Wechselrichter geben den elektrischen Strom an die Verbraucher ab oder speisen diesen ins Netz ein.
Vollautomatischer Betrieb
Die Funktionsweise der Flug-Windkraftanlage ist denkbar einfach: Die EnerK? tes arbeiten zyklisch in zwei Phasen. In der Arbeitsphase steigt der Flügel in Achten in die Höhe. Das dabei ausgezogene Seil treibt eine Generatorwinde am Boden an. In der Rückholphase gleitet der Drache auf direktem Weg mit geringer Kraft – unter Verwendung eines Bruchteils der zuvor gewonnenen Energie – zur Ausgangshöhe zurück und geht erneut in die Arbeitsphase über. Ein Zyklus dauert circa eine Minute, wobei die Rückholphase nur 10 Sekunden beträgt. „Anders als bei klassischen Windenergieanlagen wird bei unserem System der Strom am Boden erzeugt“, sagt Bormann. „Von dort erfolgt auch die Steuerung des Flügels, wodurch sich nur das in der Luft bewegt, was auch in die Luft gehört. Start, Betrieb und Landung des Flügels laufen vollautomatisch ab.“ Der Flügel ist an einem rotierenden Mastsystem befestigt und wird dort auf die notwendige Bahngeschwindigkeit für den Aufstieg gebracht, ehe er vom Mastende gelöst wird und seine Arbeit beginnt. „Dieses System erlaubt uns das automatische Starten selbst bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten“, macht Bormann deutlich. Der Teleskopmast wird im Anschluss eingefahren und verbleibt dort bis zur wieder endgültigen Landung des Flügels. „Dazu fährt der Mast erneut aus und rotiert mit dem Flügel mit während die Seile eingezogen werden“, so Bormann. „Klinkt der Flügel am Mastende ein, wird dieser wieder eingefahren und in Park- und Wartungsposition geneigt.“
