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Windräder © PantherMedia

Zukunftstrends in der Windenergie

Höher, größer, effektiver: Der technologische Fortschritt bei Windenergieanlagen ist rasant. Prototypen und Projekte geben bereits einen Vorgeschmack auf zukünftige Entwicklungen.

Höhenwindräder sollen neue Windpotenziale erschließen, Drachenkonstruktionen könnten eine neue Form der mobilen Energiegewinnung ermöglichen und Holztürme werden vielleicht in Sachen Nachhaltigkeit neue Standards setzen. 

Höhenwindparks

Ein Windrad, höher als der Eiffelturm in Paris: Im Laufe des Jahres 2025 soll in Klettwitz in Brandenburg die derzeit höchste Windenergieanlage der Welt in Betrieb gehen. Das Windrad mit einer Nabenhöhe von 300 und einer Gesamthöhe von rund 360 Metern soll nach den Prognosen der Entwickler mehr als das Doppelte an Energie im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen erzeugen. Möglich sein soll das, weil in solchen Höhen der Wind kräftiger und beständiger weht als in niedrigeren Zonen.

Zum Vergleich: Auch wenn moderne Anlagen inzwischen Gesamthöhen von 270 Metern erreichen, haben bisher in Deutschland in Betrieb befindliche Windräder im Durchschnitt eine Gesamthöhe von 200 Metern. Höhenwindräder der neuen Generation könnten also – sollte sich die Technologie bewähren – neue Windschichten erschließen. In den Augen der Entwickler ergeben sich daraus viele neue Möglichkeiten der Windenergienutzung in Deutschland. Zum einen könnte damit praktisch überall Windenergie erzeugt werden – also auch in Regionen, die bisher als windarm gelten. Zum anderen könnten bestehende Windparks effektiver genutzt werden: durch die Verdichtung mit den neuen, höheren Windrädern – ein Windpark im zweiten Stock sozusagen.

Aber auch wenn solche Höhenwindparks technisch realisierbar sein sollten, müssen bei einer Realisierung auch mögliche Auswirkungen auf das Landschaftsbild beachtetet werden. Die Windräder der neuen Generation wären schließlich ein gutes Stück höher als die beiden Fernsehtürme in München oder Nürnberg, und das sind immerhin die derzeit höchsten Gebäude im Freistaat.

Flugwindkraft

Wie interessant wäre es also, wenn sich Möglichkeiten ergäben, die kräftigen Höhenwinde für die Energiegewinnung nutzbar zu machen, ohne solche gigantischen Bauwerke errichten zu müssen. Eine entsprechende Lösung gibt es: Gleich mehrere Unternehmen in Deutschland testen derzeit in Pilotanlagen die Stromerzeugung mit Hilfe von Flugdrachen

Die Funktionsweise dieser Anlagen ist jeweils ähnlich. Ein Energiekonzern experimentiert zum Beispiel mit einer Kitepower-Lösung in einem Testzentrum an der irischen Atlantikküste: Dort lässt man einen Drachen mit 40 Metern Spannweite in mehr als 300 Meter Höhe aufsteigen. Während der kurzen Flugphase von etwas mehr als einer Minute spult sich die Halteleine ab und treibt damit einen Generator an. Es wird Strom erzeugt. Ist die Leine komplett abgespult, wird sie innerhalb von 20 Sekunden wieder aufgerollt und die nächste Flugphase kann beginnen.

Solchen Anlagen können mobil ausgelegt werden und die Material- sowie Logistikkosten sind gering im Vergleich zu herkömmlichen Windrädern. Nach Betreiberangaben hat das Kitepower-System allerdings nur eine Erzeugerleistung von 100 kW. Das entspricht lediglich der Leistung eines vergleichsweise kleinen Windrades. Auch sind viele technische Fragen rund um die Windenergienutzung mit Drachen, Drohnen oder anderen Fluggeräten noch nicht hinreichend geklärt. Die Technologie ist komplex, von der Materialauswahl bis hin zu Lösungen für Starts und Landungen, und trotz mehrjähriger Forschung noch nicht über den Stand von Prototypen hinausgekommen.

Windparks aus Holz

Die Idee, Windräder statt aus Stahl und Beton aus Holz zu konstruieren ist alles andere als neu. Schon vor mehr als zehn Jahren ging in Hannover-Marienwerder die weltweit erste Windkraftanlage mit einem Turm aus Holz in Betrieb. Die Gesamtkonstruktion des Prototyps ist mehr als 130 Meter hoch. Auch in anderen europäischen Ländern gibt es mittlerweile vielversprechende Versuche mit Holzkonstruktionen.

Einige Experten glauben, dass Holz in naher Zukunft zum bevorzugten Baustoff für Windenergie-Anlagen werden könnte. Und das aus mehreren Gründen: Holz ist nachhaltiger, langlebiger und dabei weniger wartungsintensiv als Stahl. Die Bauteile wären einfacher zu transportieren. Vor allem aber soll eine Holzkonstruktion beim Bau nur ein Fünftel der Kosten einer herkömmlichen Anlage verursachen.

Warum wurden dann Windkraftanlagen aus Holz bisher nur in wenigen Pilotprojekten realisiert? Das liegt nach der Einschätzung von Fachleuten in den komplizierten Verfahren zur Zertifizierung und Zulassung solcher Anlagen. Ihre Hoffnung: Nachdem diese Pionierarbeit in den vergangenen Jahren geleistet wurde, könnte der Siegeszug der Windräder aus Holz nun bald beginnen.