Die Kraft der Windenergie nutzen
Wenn es um saubere Energie geht, gilt die Windenergie als eine der zuverlässigsten und nachhaltigsten Alternativen. Und dank der Kombination aus verbesserter Technologie und sinkenden Preisen hat ihre Nutzung in den letzten Jahren zugenommen. Bevor die Windenergie jedoch zur wirtschaftlichsten Form der alternativen Energiegewinnung werden kann, müssen noch einige Hindernisse überwunden werden.
So gibt es beispielsweise Hinweise darauf, dass groß angelegte Windparks ein hohes Vogel- und Fledermaussterben verursachen können, und es ist bekannt, dass sich große Turbinen und Windflügel negativ auf die lokale Ästhetik auswirken. Glücklicherweise haben diese Probleme zu innovativen Lösungen geführt, die die Windenergie zu einer noch attraktiveren Option machen. So hat das spanische Unternehmen Vortex Bladeless vor kurzem seinen Entwurf für eine Windturbine vorgestellt, die Strom ohne rotierende Flügel erzeugt.
Eine Turbine ohne Flügel?
Die Turbine, die nach den Worten eines der Mitentwickler wie „Spargel“ aussieht, nutzt die Kraft, die durch natürliche Windwirbel entsteht, um Strom zu erzeugen. Grundsätzlich gilt: Wenn man ein Objekt in den Windweg stellt, entsteht hinter dem Hindernis ein wellenförmiger Wirbel. Bauingenieure wissen das schon seit einiger Zeit und haben hohe Gebäude und Strukturen (wie den Burj Khalifa) so konstruiert, dass sie ihnen entweder standhalten oder sie kanalisieren. Vortex Bladeless hingegen hat seine Turbine so konstruiert, dass sie sich diesen Effekt zunutze macht.
Die dünne, kegelförmige Turbine besteht aus Kohlefaser und Glasfaser, wobei sich der Motor im unteren Teil befindet. Diese Konstruktion sorgt dafür, dass sich der Windwirbel synchron entlang des gesamten Kegels dreht, wodurch er hin und her schwingt und mechanische Energie vom Motor erzeugt wird. Die Designer haben außerdem einen Ring aus Magneten an der Basis angebracht, um die Rotation unabhängig von der Windgeschwindigkeit zu verstärken.
Ein Prototyp des Vortex Bladeless wird im Feld getestet. Credit: indiegogo.com
Vorteile des blattlosen Designs
Es gibt viele Vorteile des Vortex-Designs. Zunächst einmal ist sie billiger in der Herstellung als die derzeitigen Flügelradturbinen. Sie ist auch billiger in der Wartung, da es keine Reibung zwischen den beweglichen Teilen gibt. Außerdem ist sie völlig geräuschlos, und Vögel können um sie herumfliegen, ohne befürchten zu müssen, von den Schaufeln eingesaugt oder zerhackt zu werden.
Natürlich gibt es Leute, die der Effizienz eines solchen Entwurfs skeptisch gegenüberstehen – was immer dann der Fall ist, wenn eine neue Form der alternativen Energie eingeführt wird. Die Konstrukteure der Vortex bestehen jedoch darauf, dass ihre Turbine rechnerisch modelliert und in einem Windkanal getestet wurde und dass sie bereits Prototypentests mit der Vortex Atlantis, einem 100-W-Modell, durchgeführt haben.
Die Gründer behaupten außerdem, dass ihre Vortex Mini – das 13 Meter lange 4-KW-Modell – unter idealen Bedingungen bis zu 40 % der Windenergie einfangen kann. Auf der Grundlage von Feldtests räumen sie ein, dass die Mini zwar 30 % weniger effizient ist als herkömmliche Windturbinen, dass dieser Mangel aber dadurch ausgeglichen wird, dass man doppelt so viele Vortex-Turbinen auf demselben Raum aufstellen kann wie eine Propellerturbine.
In den kommenden Monaten planen sie, sowohl die Atlantis- als auch die Mini-Modelle für Privathäuser in Entwicklungsländern oder kleine Konstruktionen wie Radioantennen einzusetzen. Bis 2018 hoffen sie, die Entwicklung der Vortex Grand abzuschließen, einer 150 Meter hohen Version der Bladeless (die von der Größe her mit herkömmlichen Turbinen vergleichbar ist), die 1 MW Strom erzeugen kann.
Künstlerisches Konzept eines Windstalks-Feldes, mit der Skyline von Dubai im Hintergrund. Credit: atelierdna.com
Weitere Innovationen in der Wind- und Turbinentechnologie
Natürlich ist dies nicht das einzige Beispiel für eine innovative neue Turbinentechnologie, die in den letzten Jahren entwickelt wurde. Anfang dieses Jahres stellte das französische Unternehmen New Wind mit seinem Wind Tree-Konzept eine revolutionäre Idee vor. Ein einziger Wind Tree ist nur 11 Meter hoch und sieht einem echten Baum sehr ähnlich. Er trägt 72 Mikro-Turbinen mit vertikaler Achse, die sanftere Winde zur Stromerzeugung nutzen.
Und 2010 schlug das New Yorker Designbüro Atelier DNA ein revolutionäres Konzept vor, den Wind Stalk. Das für das Masdar-City-Projekt in den Vereinigten Arabischen Emiraten entwickelte Konzept besteht aus 203 Stängeln (55 Meter hoch und aus Kohlefaser), die auf einem Betonsockel verankert und mit unterirdischen Drehmomentgeneratoren verbunden sind. Wenn der Wind weht, bewegen sich die Stängel, wodurch die Generatoren Strom erzeugen.
Vortex Bladeless begann 2010 mit der Arbeit an ihrem Entwurf und hat bereits 1 Million Dollar aus privatem Kapital und staatlichen Mitteln in Spanien aufgebracht. Um die kommerzielle Entwicklung ihres Produkts in den USA zu finanzieren, haben sie kürzlich eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo gestartet. Nach nur 12 Tagen haben sie bereits mehr als 55.209 USD (von ihrem ursprünglichen Ziel von 50.000 USD) gesammelt.
Innovationen wie diese führen zu einer Revolution in der Windenergie und einigen sehr optimistischen Einschätzungen für ihre Einführung. Im Jahr 2014 schätzte das Energieministerium, dass die Windenergie bis 2050 bis zu 35 % der Stromerzeugung in den USA ausmachen könnte. Eine noch optimistischere Einschätzung kam vom Global Wind Energy Council und Greenpeace International. Gemeinsam veröffentlichten sie 2014 einen Bericht, in dem sie darlegten, wie die Windenergie bis 2050 25 bis 30 % des weltweiten Strombedarfs decken könnte.
Kleine, blattlose Windenergie ist eindeutig etwas, das die Verbraucher wollen! Und mit der Zeit und in Kombination mit der Solarenergie könnte sie weit mehr als die Hälfte des weltweiten Energiebedarfs decken.
Sie haben Ideen, wie alternative Energien verbessert werden könnten? Dann gehen Sie auf die Seite „Launch Your Challenge“ und machen Sie sich bereit, etwas zu verändern!