für Florian BauerCEO Drachenkraft, einem Münchner Unternehmen, das eine Höhenwindkraftanlage entwickelt, ist die Bekämpfung des Klimawandels eine persönliche Angelegenheit.
Angefangen hat alles in der Schulzeit: Al Gores Dokumentarfilm „Eine unbequeme Wahrheit“ motivierte und inspirierte mich, mich als Ingenieur mit erneuerbaren Energien zu beschäftigen, ich wollte helfen, das Problem zu lösen.
Heute Bauer, zusammen mit André Frirdich, Christoph Drexler e Max Isensee, ändern mit Kitekraft die Richtung der erneuerbaren Windenergie. Das Unternehmen baut fliegende Windparks, die mit Hilfe eines „Drachens“ betrieben werden, einem elektrischen Flugzeug, das durch ein Kabel verbunden ist. Der mit Windrädern ausgestattete Höhendrachen fliegt in einer „Acht“, um aus dem Wind Strom zu gewinnen.
Höhenwindkraft, eine Technologie im Vollausbau
Obwohl die Technologie von Luftwindturbinen noch in den Kinderschuhen steckt, engagieren sich mehrere Unternehmen auf der ganzen Welt für die Erforschung und Entwicklung von Luftwindkraft.
Und sie tun gut. Die Internationale Energievereinigung (IEA) argumentiert, dass bis 2050 fast zwei Drittel der weltweiten Energieerzeugung erneuerbar sein müssen, um die Emissionsziele des Pariser Abkommens für 2030 zu erreichen. Die Windenergie wird ihren Teil dazu beitragen, indem sie bis 11 um das 2050-fache wächst.
Nach Angaben der International Renewable Energy Agency (IRENA) die weltweit installierte Leistung von Onshore- und Offshore-Windparks er hat sich in den letzten 100 Jahren fast verhundertfacht, steigend von 7,5 GW im Jahr 1997 auf 743 GW im Jahr 2020, wobei allein im Jahr 93 2020 GW neue Kapazität installiert wurden: eine Steigerung von 53 % auf Jahresbasis.
Die Kosten der Windenergie ist in den letzten zehn Jahren um etwa 40 % gesunken, und es wird erwartet, dass sie weiter sinken wird, da die Nachfrage nach saubereren Energiequellen wächst.
Kostensenkungen könnten erneuerbare Energien noch zugänglicher machen – und hier kommt der hochfliegende Drachen ins Spiel.
Funktioniert es?
Die erste zu stellende Frage lautet: Was genau ist ein System, das von einem Höhendrachen angetrieben wird, und wie erzeugt es Energie?
Ein solches System besteht in der Regel aus einem Drachen mit Windrädern, einem Kabel und einer Bodenstation. Die Turbinen des Drachens drehen sich, während er durch die Luft fliegt, und fangen Windenergie ein, während das Kabel, das ihn mit der Bodenstation verbindet, Strom zum Boden überträgt.
Im Gegensatz zu stationären Windtürmen, die Beton- und Stahlinstallationen erfordern, haben hochfliegende Windparks eine Lichtverbindung und eine winzige Bodenstation, die erforderlich ist 90 % weniger Material.
Leichter im Namen und in der Tat. Das sagt er auch eine Studie von Airborne Wind Europe: ein 50-Megawatt-Drachenwindpark es würde in 913 Jahren 20 Tonnen Material verbrauchen, verglichen mit 2.868 Tonnen eines typischen Windturmparks.
Die Drachen von Kitekraft bestehen hauptsächlich aus Aluminium, das leicht recycelbar ist. Herkömmliche Windparks hingegen verwenden Materialien wie Stahl und mit Kohlenstoff- oder Glasfasern verstärkte Kunststoffe, die schwieriger zu recyceln sind.
Zusammengefasst: einfacher zu produzieren und mit weniger COXNUMX-Fußabdruck.
Drachen neu denken
Die Drachen von Kitekraft sind mit acht Motoren ausgestattet, die das Gerät beim Start und bei der Landung antreiben. Während des Fluges dienen sie dann als Generatoren. Eine Steuereinheit stabilisiert den Kite und erzeugt effizient Strom.
„Der Drachen ist im Grunde ein Multikopter, der an einem Faden befestigt ist“, erklärt Bauer. Im vergangenen Jahr führte das Unternehmen erfolgreich einen autonomen Flugtest durch, den es als „einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu unserem ersten 100-kW-Produkt“ bezeichnete.
Der Höhendrachen befindet sich noch im Prototypenstadium, könnte aber eines Tages Menschen ohne Stromnetz alternative Energie oder Windkraft an Orten bieten, an denen das Errichten von Windtürmen unmöglich ist. In Anbetracht der Vorteile kann ein solches System in einigen Fällen die herkömmlichen ersetzen.
Solange die Dinge klappen. Es braucht ein Zehntel des Materials, der ökologische Fußabdruck ist enorm geringer, es lässt sich besser recyceln, was aber nicht heißt, dass es einfach zu bauen ist. Ingenieurskunst und Technik sind gefragt: Für eine traditionelle Anlage „nur“ einen Turm zu bauen.
Deshalb sehe ich kommerzielle Hindernisse für diese Art von Entwicklung.
Wird die Höhenwindkraft abheben oder am Boden bleiben?
„Wir sind mit vielen potenziellen Kunden in Kontakt“, sagt Bauer. „Wir freuen uns, dass sie das ökonomische und ökologische Potenzial dieses Systems erkannt haben. Es könnte auch die Kommunen überzeugen, die heute gegen die Installation traditioneller Windkraft sind“, fügt er hinzu.
Es gibt noch Verbesserungsbedarf. Zunächst einmal in der gleichen Definition von "Höhenwind". Wie groß? Innerhalb von 300 Metern Höhe haben die Prototypen ein gutes Funktionieren gezeigt, und die Anlagen können in sehr niedrigen Höhen eingesetzt werden, um Schäden durch Hurrikane zu vermeiden. Oberhalb dieser Schwelle sind die Winde jedoch sehr stark: Der Bau größerer Drachen mit mehr Leistung birgt Risiken, die sehr sorgfältig bewertet werden müssen.
Was ist denn das realistische Ziel für den Markteintritt dieser Technologie?
„Bis 2024 werden wir einen 100-Kilowatt-Drachen mit einer Spannweite von 10 Metern (33 Fuß) auf den Markt bringen. Hoffentlich werden wir diese Größe skalieren: Der nächste Höhendrachen wird 500 Kilowatt Leistung und eine Spannweite von 20 Metern haben würde die Leistung nicht einfach verdoppeln, sondern verfünffachen.
Interessant ist auch die Möglichkeit, diese Art von Technologie sogar auf offener See einzusetzen. Eine schwimmende Station in Form einer Boje wäre ausreichend. Kitekraft könnte auch in Wüstenregionen zu Wort kommen, um etwas zu erreichen effektive Microgrids.
Ob diese „fliegende“ Windenergie abheben kann, werden wir sehen.
