Laser erhöht die Windernte

Ein neues Lichtleiterlasersystem kann Windgeschwindigkeiten und Windrichtung in einem Abstand von bis zu 1000 Metern vor einer Windkraftanlage messen und den riesigen Maschinen dadurch die Möglichkeit geben, sich rechtzeitig automatisch anzupassen, wenn plötzliche Böen und Turbulenzen auftreten. Das Gerät, das vom Start-up Catch the Wind entwickelt wurde, soll so die Effizienz der Mühlen deutlich steigern können, gleichzeitig aber auch Schäden vermeiden helfen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Die Anlagen verlieren pro Grad Fehlausrichtung gegenüber dem Wind üblicherweise rund ein Prozent ihres Wirkungsgrades. Catch the Wind gibt an, dass sein Lasersystem den Output der Turbinen um bis zu zehn Prozent steigern kann, indem die Ausrichtungsgenauigkeit verbessert wird. Der Anstellwinkel der Rotorblätter kann außerdem vorab verändert werden, um Schäden an Getriebekomponenten oder an den Rotorblättern zu vermeiden. Auch das soll wiederum Kosten sparen – bis zu zehn Prozent des Betrages, der sonst für Reparaturen im Jahr anfällt. Catch the Wind glaubt außerdem an eine insgesamt gesteigerte Lebensdauer mit der Technik ausgestatteter Anlagen. John Kourtoff, CEO des Offshore-Windentwicklers Trillium Power, nennt den Ansatz "vom Konzept her sehr einleuchtend", weil er die Kosten für die Windfarmen reduziere und die Umsätze gleichzeitig erhöhe. "Aus der Ferne betrachtet ist das sinnvoll und würde auch uns Vorteile bringen." Es müssten allerdings erst Echtzeitdaten vorliegen, um die Technik wirklich bewerten zu können.

Aktuell verwendete Windenergiemesssysteme, darunter mechanische Luftgeschwindigkeitsmesser und modernere LIDAR-Messgeräte, werden derzeit vor allem zur Bestimmung der optimalen Lage von Windkraftanlagen verwendet, im Betrieb aber nur für längerfristige Vorhersagen genutzt. Catch the Wind hat die LIDAR-Technik so angepasst, dass sie sich direkt auf eine Windturbine setzen lässt. Sie misst Windveränderungen rechtzeitig genug, um Veränderungen an den Rotorblättern vornehmen zu können. Dazu werden drei unsichtbare Laserstrahlen in den Bereich vor der Turbine ausgesendet, die gleichzeitig sowohl vertikale als auch horizontale Windgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Abständen messen. Mit Hilfe proprietärer Algorithmen werden diese Informationen dann zu einem Steuersignal für das Kontrollsystem der Windkraftanlage umgerechnet. So ergibt sich eine Vorlaufzeit von 20 Sekunden – mehr als genug, um den Turbinenkorb und den Winkel der Rotorblätter so zu verstellen, dass mehr Windenergie geerntet werden kann und gleichzeitig die Technik geschont wird. Catch the Wind überprüft seinen Ansatz derzeit in einem Feldtest an der Küste des kanadischen Bundesstaates Prince Edward Island in Zusammenarbeit mit dem Windenergieinstitut des Landes. Eine kommerzielle Marktreife ist 2010 zu erwarten.

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(bsc)