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StartseiteForschung aktuellKüchenmixer auf See12.03.2014

WindenergieKüchenmixer auf See

Im Grunde ähneln Windkraftanlagen noch heute den Windmühlen, gegen die schon Don Quijote kämpfte. Doch was an Land erfolgreich ist, gerät auf hoher See leicht ins Wanken. Dänische Forscher wollen Windräder deshalb durch eine Art Windmixer ersetzen, der wie ein umgedrehter Rührbesen auf dem Wasser schwimmt.

Von Monika Seynsche

20 Kilometer westlich von Jütland befindet sich Horns Rev, Dänemarks größter Offshore Windpark. (Hornsrev)
Auf See kommt der Ausbau der Windkraft nicht so voran wie erhofft: Liegt es an der Technik? (Hornsrev)

Uwe Schmidt Paulsen entwickelt Windräder, die nicht aussehen wie Windräder. Sie erinnerten eher an überdimensionierte Küchenmixer, sagt der Koordinator des Deepwind-Projekts an der Technischen Universität Dänemarks in Roskilde:

"Wenn Sie einen Mixerstab ihres Handrührgeräts auf den Kopf stellen, dann sieht das ungefähr so aus, wie unser Deepwind-Konzept. Der Besen ist oben und der Stab schwimmt im Wasser."

Der Besen dreht sich im Wind um seine eigene Achse. Unter Wasser, am Fuß des Stabs sitzt ein Generator, der diese Bewegungsenergie in Strom umwandelt.

Ähnlich wie eine Boje schwimmt das ganze Gebilde aufrecht im Wasser. Es ist nur mit Ketten am Boden verankert. Seit vier Jahren tüftelt Uwe Schmidt Paulsen zusammen mit Kollegen aus Dänemark, den Niederlanden, Norwegen, Italien und den USA an diesem Konzept. Bislang basieren Offshore-Windräder auf der gleichen Technik wie die Anlagen an Land - obwohl die Bedingungen auf hoher See völlig andere sind als auf festem Boden. Uwe Schmidt Paulsens Ansicht nach kostet das Geld. Die herkömmlichen Anlagen auf See könnten um die Hälfte billiger sein, wenn sie ans Meer angepasst wären. Schmidt Paulsen:

"Unser Konzept besteht im Prinzip aus einer einfachen Röhre, sehr wenigen Bauteilen, und es kommt - anders als die normalen Windräder - ohne Nabe aus, an der schwere Rotorblätter hängen. Dadurch ist der obere Teil der Anlage viel leichter und sie liegt besser im Wasser. Außerdem kann sie Wind aus allen Richtungen ernten, denn die Rotorblätter drehen sich ja um eine senkrechte Achse. Deshalb können wir die Rotorblätter auch beliebig groß machen, ohne die Statik des ganzen Systems zu gefährden. Die Anlage schwimmt schon von allein sehr stabil im Wasser und braucht daher nur eine minimalistische Schwimmhilfe."

Uwe Schmidt Paulsen und seine Kollegen haben eine kleine Ein-KW-Testanlage im Labor sowie vor der Küste Dänemarks ausprobiert und mithilfe von Tests im Windkanal und Computersimulationen zum Beispiel die Form der Rotorblätter oder die Gewichtsverteilung innerhalb der Anlage und damit deren Stabilität im Wasser verändert. Jetzt stellen sie das Konzept für eine Fünf-MW-Anlage vor. Auf dieser theoretischen Studie könne die Industrie nun aufbauen und Prototypen entwickeln, sagt Uwe Schmidt Paulsen. Gefördert wurde das gesamte Projekt durch das siebte Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union.

Kostengünstig und leistungsstark

Durch die simple Funktionsweise und die einfache Verankerung am Meeresboden erhoffen sich die Forscher sehr geringe Installations- und Instandhaltungskosten. Je geringer diese Kosten sind, desto günstiger wird auch die Energie. Und während herkömmliche Windräder nicht unendlich viel größer werden können, da sonst das Gewicht der Rotorblätter sie umkippen lassen würde, sei das bei ihrem Küchenmixer kein Problem, sagen die Forscher. Die Rotorblätter hängen nicht an einer Seite sondern umklammern von beiden Seiten den Turm der Anlage. Das ist statisch sehr günstig und könnte - so die Hoffnung von Uwe Schmidt Paulsen - auch 20-MW-Anlagen ermöglichen. Als erstes aber müssen sie die Industrie und andere Geldgeber von ihrem Konzept überzeugen.

"Wir wünschen uns eine Art Konsortium, das eine richtige Turbine baut und auf hoher See installiert, an der wir dann Erfahrungen und reale Daten zu den Betriebs- und Instandhaltungskosten sammeln können."

Windräder, die an Küchenmixer erinnern, sind keine neue Erfindung. An Land wurden die ersten dieser sogenannten Darrieus-Rotoren bereits in den 1980er-Jahren gebaut. Durchgesetzt haben sie sich dort aber bis heute nicht. Trotzdem ist Uwe Schmidt Paulsen optimistisch. Die See sei anders als das Land. Eine einfache, robuste Bauweise sei hier entscheidend.

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