Lenkdrachen als Windkraftwerke der Zukunft

Foto: NTS/IPA

Kein Kinderspiel: Drachen liefern Energie. Mit ihrer Idee wollen die Gründer der Berliner NTS Energie- und Transportsysteme GmbH Lenkdrachen als Kraftwerke nutzen. Sie sollen den Wind einfangen und die gewonnene Bewegungsenergie in Bodennähe in Strom umwandeln.

„Kitesurfen ist Trendsport“, freut sich Joachim Montnacher vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Mit ihm wollen die Berliner Firmengründer die starken Winde in bis zu 500 Metern Höhe nutzen. Montnacher: „Ein moderner Lenkdrachen ist mehr als nur ein Sportgerät – er lässt sich auch als Energieerzeuger einsetzen.“

Die Idee erklärt Montnacher: „Kites fliegen in Höhen von 300 bis 500 Metern, wo sie den Wind einfangen sollen. Über etwa 700 Meter lange Seile sind sie mit Wagen verbunden, die sie über einen Schienenrundkurs ziehen. Aus der entstehenden Bewegungsenergie erzeugt ein Generator Strom. Die Steuerungs- und Messtechnik befindet sich auf den Wagen am Boden.“

 

Höhenwind macht Kraftwerke abseits der Küste möglich

 

Gegenüber konventioneller Windparktechnik mit Rotoren bieten Kites Vorteile, erklären die Windstromer ihre Vision: „Die Windgeschwindigkeit steigt mit zunehmender Höhe rapide an. In 100 Metern Höhe liegt sie bei rund 15 Meter pro Sekunde, in 500 Metern beträgt sie schon über 20 Meter pro Sekunde.“ Der beratende Ingenieur des IPA: „Die Energieausbeute eines Kites ist deutlich größer als die eines Windrads, dessen Blattspitzen sich derzeit in Höhen bis ca. 200 Metern drehen. Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, verachtfacht sich der Energiegehalt“, sagt Montnacher. „Acht Kites mit einer Größe von bis zu 300 Quadratmetern entsprechen – je nach Windgebiet – rechnerisch 20 konventionellen Ein-Megawatt-Windkraftanlagen.“

Noch ein Vorteil der Lenkdrachen: Anders als Windräder haben Kites nicht mit der Konstanz des Windes zu kämpfen, denn mit zunehmender Höhe steigt auch dessen Verfügbarkeit. Wissenschaftler messen in zehn Metern Höhe Windgeschwindigkeit von fünf Metern pro Sekunde nur zu ungefähr 35 Prozent; in 500 Metern Höhe schon zu 70 Prozent des Jahres. Fazit: Damit eröffnet die neue Technik neue Standorte im Flachland für die Windstrom-Erzeugung.

 

Stromausbeute und Kosten für die Kraftwerke viel günstiger

 

Und die Materialkosten für den Bau einer solchen Anlage sind deutlich geringer, sagen die Erfinder, da sie keinen Tonnen schweren Turm bauen müssen.

Auf einem Testgelände in Mecklenburg-Vorpommern konnten die Forscher vom IPA und die NTS GmbH bereits einen Kite auf einer 400 Meter langen geraden Strecke auf Jungfernflug schicken. „Unseren Simulationen zufolge können wir mit einer NTS-Anlage mit 24 Kites 120 Gigawattstunden pro Jahr (GWh/Jahr) produzieren“, sagt NTS-Geschäftsführer Guido Lütsch. Zum Vergleich: Eine Zwei-Megawatt-Windkraftanlage produziert rund 4 GWh/Jahr. Eine NTS-Anlage könnte also 30 Zwei-Megawatt-Windmühlen ersetzen und ungefähr 30.000 Haushalte versorgen.

Die Projektpartner sind nach eigener aussage zuversichtlich, dass nach den erfolgreichen Testflügen auf der Demonstrationsanlage auch ihre Computersimulationen in der Realität Bestand haben. Erste Investoren fanden sie jedenfalls bereits.

 

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