Robert Klatt
Flugwindkraftwerke werden bisher kaum genutzt. Eine Studie hat nun die Potenziale der Technik analysiert.
Mailand (Italien). Windkraftanlagen sind essenziell für die Energiewende, haben aufgrund von töten Vögeln und verbauten Landschaften bei Naturschützern und Anwohnern aber nicht den besten Ruf. Eine bekannte Alternative sind Offshore-Anlagen im Meer, wie die gigantische Windturbine SG 14-236 DD von Siemens Gamesa, die etwa 18.000 Haushalte mit Strom versorgen kann.
Zudem lässt sich Strom noch mit der sogenannten Airborne Wind Energy (AWE) (Flugwindkraft) aus Wind erzeugen. Dazu werden Flugobjekte mit einigen Rotoren, die an Drachen oder Flugzeuge erinnern, in großer Höhe aufgespannt. Die mechanische Energie wird entweder direkt an Bord des Flugobjekts oder in einer Bodenstation umgewandelt. Eine neue Studie des Polytechnikums Mailand hat nun die Potenziale und die Herausforderungen der Technik untersucht.
„Flugwindkraftwerke sind günstiger herzustellen, einfacher zu transportieren und haben einen höheren Wirkungsgrad. Wenn Sie all diese Vorteile haben, warum sollte dann jemand eine herkömmliche Windkraftanlage bauen?“, fragt Florian Bauer, CTO von Kitekraft gegenüber dem Knowable Magazine.
Auch die im Fachmagazine Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems publizierte Studie bestätigt, dass Flugwindkraftwerke einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Windkraftanlagen haben. Flugwindkraftwerke können in Höhen von bis zu 500 Meter aufsteigen und die dort nahezu permanent vorhandenen Höhenwinde nutzen. Herkömmliche Windkraftanlagen sind baubedingt hingegen maximal 250 Meter hoch. In Deutschland liegt die Höhe der Windkraftanlagen im Mittel bei etwa 130 Meter.
Ein weiterer Vorteil der Flugwindkraftwerke ist, dass diese keinen Turm benötigen. Sie schränken somit die Sicht auf die Landschaft deutlich weniger ein als herkömmliche Windkraftanlagen. Außerdem gehen Wissenschaftler davon aus, dass Flugwindkraftwerke eine deutlich geringere Gefahr für Vögel sind, weil diese in der Regel deutlich niedriger fliegen. Studiendaten gibt es dazu jedoch noch nicht.
Auch aus ökonomischer Sicht können sich Flugwindkraftwerke lohnen, weil deren Bodenstation deutlich kleiner ist. Dies spart Materialkosten in der Herstellung und erleichtert die Installation vor Ort. Flugwindkraftwerke eignen sich laut den Studienautoren deshalb als alternative Energiequelle für entlegene Regionen.
Bisher werden Flugwindkraftwerke jedoch noch kaum verwendet, weil sich ihre Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet. In Deutschland treiben unter anderem die Unternehmen Kitekraft (München), Starsails Power (Hamburg) und Enerkite (Brandenburg) die Entwicklungen voran. Erste kommerzielle Anlagen sollen zeitnah bestellt werden können.
Neben den zahlreichen Vorteilen haben Flugwindkraftwerke laut der Studie jedoch auch einige Nachteile. Die hohe Betriebshöhe und das leicht zu übersehende Kabel sind eine Gefahr für Flugzeuge. Zudem ist das Material noch stärker belastet als bei herkömmlichen Windkraftanlagen. Dies erschwert es, Flugwindkraftwerke zu produzieren, die auch bei Sturm und Gewitter nicht beschädigt werden oder sogar abstürzen. Das dritte Problem ist die komplexe Steuerung der Anlagen. Diese sollen nicht wahllos hin- und herwehen, sondern im Optimalfall immer im Wind liegen, um möglichst viel Strom zu produzieren.
Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems, doi: 10.1146/annurev-control-042820-124658
