Windkraftanlagen mit vertikaler Achse konnten sich bisher nur in Nischen verbreiten. Ein britischer Unternehmer will nun groß ins Geschäft einsteigen – und zwar mit Anlagen, die bis zu zehn Megawatt leisten.
An Land ist das Rennen längst gelaufen. Praktisch alle Windkraftanlagen folgen einem einzigen Design: Ihre Achse ist, wie bei einem Propellerflugzeug, horizontal gelagert. Dass sich diese Bauart auch auf See („offshore“) durchsetzen wird, hält Steven Peace, Chef des britischen Unternehmens Vertax Wind Ltd., keineswegs für ausgemacht. Vertax hat speziell für den Offshore-Einsatz eine Windturbine entwickelt, bei der die Flügel um eine aufrechte Achse rotieren. Nach diesem Prinzip will die Firma ein Windrad bauen, dessen Leistung alles bislang Gekannte in den Schatten stellt. Während gängige Offshore-Propeller um die fünf Megawatt (MW) leisten, soll die Vertax-Turbine auf zehn MW kommen. Gleichzeitig sollen die Vertikal-Windräder auch noch preiswerter und robuster sein.
Das Prinzip ist nicht neu: Schon seit Jahren verfolgt Peace die Idee der aufrechten Windturbine (siehe TR 5/2006). Doch außer in einigen Nischen – etwa auf Hausdächern – konnten die Vertikalläufer keinen Stich gegen ihre liegende Konkurrenz machen. Doch nun steht Vertax nach eigenen Angaben vor dem ersten großen Deal. Noch in diesem Jahr will die britische Regierung Details über den weiteren Ausbau von Offshore-Windanlagen in ihren Gewässern bekannt geben. Geplant ist, 25 Gigawatt bis 2020 zu installieren. Kommt Vertax hier zum Zuge, würde das eine Bestellung von 150 Anlagen auf einen Schlag bedeuten.
Dass sich Vertikalanlagen bisher nicht durchsetzen konnten, liegt an ihrem prinzipbedingt schlechteren Wirkungs-grad. Während bei einer konventionellen Windturbine alle Rotorblätter gleichzeitig vom Wind angeströmt werden, muss sich bei aufrecht stehenden Rotoren stets mindestens ein Flügel gegen den Wind vorkämpfen. „Physikalisch sind Vertikalachsen-Windturbinen daher um mindestens 30 Prozent leistungsschwächer als die heute üblichen Horizon-talachsenläufer“, sagt Heiner Dörner, Windenergieexperte am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart. Diesen Sachverhalt leugnet Steven Peace nicht, doch er bringt andere Argumente ins Spiel: „Mit dem vertikalen Konzept ist es einfacher, große Anlagen zu bauen.“
Moderne Großanlagen mit horizontalem Antriebsstrang haben nämlich bereits heute Flügellängen von 60 und mehr Metern. Damit wächst auch der Durchmesser der Blattwurzel. Der aber sollte nicht größer als 4,5 Meter sein – sonst passt er unter keiner Autobahnbrücke mehr durch. Zudem zerrt die Schwerkraft so stark an den Rotorblättern, dass sie aus teurem Leichtbaumaterialien wie Carbonfaser-Kunststoff gebaut werden müssen – und noch dazu in einer komplizierten Geometrie, weil sich das Profil der Rotorblätter laufend ändert. All diese Probleme haben Vertax-Anlagen nicht. Die 110 Meter langen Rotorblätter haben über ihre gesamte Länge das gleiche Profil und können in je zwölf Meter langen Einzelteilen gefertigt werden. Die Blattsegmente kann praktisch jede Hinterhofwerkstatt bauen und mit normalen Lkws zum Einsatzort transportieren. Kohlefaserbauteile sind nicht nötig. Auch in puncto Mechanik ...
Neugierig geworden? Der vollständige Artikel erschien in der Print-Ausgabe 09/2009 von Technology Review und steht als kostenpflichtiges pdf im Heise Kiosk zum Download bereit.
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