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H2020

NextWind — Ergebnis in Kürze

Project ID: 774974
Land: Norwegen
Bereich: Energie

Neue energieerzeugende Drachen revolutionieren den Windenergiesektor

Ein von der EU finanziertes Projekt hat eine innovative luftgestützte Windkraftanlage erforscht. Sie wandelt Höhenwinde in Strom um und beweist damit, dass buchstäblich erst der Himmel die Grenze für die Windkraft darstellt.
Neue energieerzeugende Drachen revolutionieren den Windenergiesektor
Die Windkraftanlagentechnik hat sich zwar erheblich weiterentwickelt, nutzt jedoch nicht die starken Winde, die hoch am Himmel verfügbar sind. Mit der Ausnutzung dieser Höhenwinde könnte der wesentliche Energiebedarf unseres Planeten gedeckt und die Stromkosten gesenkt werden.

Das EU-finanzierte Projekt NEXTWIND (Harvesting airborne wind energy using rigid kites) hat nun eine Technik auf den Markt gebracht, welche zweifellos den Windenergiebereich revolutionieren wird. Diese neue, einem Drachen ähnliche Windkraftanlage erzeugt auf umweltfreundliche, sichere und kostengünstige Weise erneuerbare Energie. Der nächste Schritt war die Ausarbeitung eines Plans, wie man neue Investoren gewinnen und wie diese umweltfreundliche Lösung schon bald dem kommerziellen Markt zur Verfügung gestellt werden kann.

Windenergie in neue Höhen bringen

In großen Höhen bläst der Wind viel stärker und weht vergleichsweise stabiler als an der Spitze eines üblichen großen Windrads. Den Projektpartnern gelang die erfolgreiche Demonstration des automatisierten Betriebs einer 30-kW-Höhenwindanlage in einer Einsatzumgebung auf ihrem Testgelände. Dieser Drachen steigt hunderte Meter oder sogar einen ganzen Kilometer auf, wo er problemlos die in diesen Höhen verfügbaren enormen Mengen an Energie sammeln kann. In der Serienproduktion sind bis zu 1 500 Meter Höhe zu erreichen.

Wie der Drache von NEXTWIND die Windenergietechnik verändert

Dieser neue Typ der fliegenden Windkraftanlage von Kitemill kann die Windenergie an vielen abgelegenen Standorten realisierbar und kostengünstiger machen. Anders als die heute üblichen Windräder erfordert der Energiedrache von Kitemill keine schweren Konstruktionen, sondern leichte Bauteile. Dieses Drachensystem weist drei Hauptvorteile auf, die sein Design gegenüber konventionellen Windkraftanlagen auszeichnen: Es erreicht höhere Höhen, verbraucht weniger Material und ist aerodynamisch wirkungsvoller.

Das System besteht aus dem Drachen selbst, einer Bodenstation, einem Steuersystem und einem Vertikal-Start- und Landesystem. Die Einzigartigkeit des Drachen-Designs von Kitemill zeigt sich in der Einbindung des zuletzt genannten Systems. Der Drachen erzeugt eine aerodynamische Auftriebskraft, die in Form von Zugkräften innerhalb des Seils übertragen wird. Das Seil ist mit einer Winde verbunden, die mit einem bodengestützten Generator gekoppelt ist, in dem der Strom erzeugt wird. Zudem lotst ein Steuerungssystem den Drachen über eine vordefinierte spiralförmige Flugbahn.

Die gesamte Konstruktion dieser Drachenturbine hat nur 10 % der Masse einer konventionellen Windkraftanlage und die jährlichen Betriebsstunden können sich durch den Betrieb in großen Höhen nahezu verdoppeln.

Umweltfreundliche und kostengünstige Alternative zu Diesel

Der Drache von NEXTWIND bedeutet einen großen Sprung nach vorn, der weit über die Möglichkeiten üblicher Turmanlagen hinausgeht. Beeindruckend ist die Tatsache, dass damit Energie mit einem Jahresnutzungsgrad von über 50 % erzeugt werden kann. Noch wichtiger sind die Stromgestehungskosten, die eine Messgröße für die Gesamtkosten der Energieerzeugung darstellen.

Angesichts der immer strengeren CO2-Emissionsgesetze kommt man bei Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien, einschließlich netzunabhängiger Alternativen, recht zügig voran. Die zukunftsweisende luftgestützte Windanlagentechnologie von Kitemill kann bei unabhängigen und instabilen Netzsystemen den Diesel ersetzen. Projektmanager Thomas Hårklau dazu: „Ein Vergleich zwischen Diesel-, konventionellen Wind- und Energiedrachenturbinen zeigt, dass letztere die Stromgestehungskosten auf 60 % senken können, und das trotz der Unreife des Ganzen und des höheren Kapitalaufwands.“

Während man überdies bei konventionellen Windkraftanlagen für eine Veränderung des Standorts bis zu zehn große Lkw braucht und die Anlagen demontiert werden müssen, können Höhenwindanlagen problemlos bewegt werden und sind nicht dauerhaft Teil der Landschaft. Auf diese Weise wird die Gefahr verlorener Vermögenswerte gesenkt und außerdem das Vermögen zur Finanzierung der damit verbundenen Projekte gesteigert.

Kitemill verfolgt die Vision, eine wichtige Rolle auf dem Weg zu einer emissionsfreien Gesellschaft zu spielen. „Beim Bau dieser drachenähnlichen Windkraftanlage wird weitaus weniger Energie verbraucht, als im Lauf ihrer Lebensdauer während ihres Betriebs erzeugt wird“, erläutert Projektmanager Thomas Hårklau.

Die 2017 in Freiburg abgehaltene Airborne Wind Energy Conference war für die Industrie eine wichtige Gelegenheit, um zusammenzukommen und das Potenzial von Höhenwindkraftanlagen zu besprechen. In diesem Kontext untersuchten die Projektpartner außerdem die verbleibenden Aufgaben in Bezug auf die Kommerzialisierung dieser sich abzeichnenden Energietechnologie. Ziel war, sie zu einer attraktiven Alternative für kleinmaßstäbliche Anwendungen werden zu lassen.

Schlüsselwörter

NEXTWIND, Strom, Kitemill, Windenergie, luftgestützte Windkraftanlage, Höhenwindanlage, Höhenwinde
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