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Windkraft: Bald kannst du beim Joggen Strom erzeugen

Windräder, die in der Gegend herumstehen, sind bald Geschichte. In Zukunft kannst du deine ganz eigene Windkraftanlage zum Joggen mitnehmen. Aber auch Drachen, Drohnen und wackelnde Masten sollen frischen Wind in den Energie-Markt bringen.

Das Wichtigste zum Thema Windkraftanlagen

  • Die Windenergie gilt als wichtiger Teil der Energiewende - weg von der nicht-nachhaltigen Nutzung fossiler Energieträger wie der Kernenergie hin zu erneuerbaren Energien.

  • Die Energiegewinnung mittels Windkraftanlagen ist in Deutschland in den vergangenen Jahren stark angestiegen und erbringt heute rund 21 Prozent der gesamten deutschen Stromversorgung. Innerhalb der regenerativen Energien erzeugt die Windkraft auf Land und See insgesamt knapp 50 Prozent des Stroms.

  • An Land stehen aktuell etwas mehr als 29.000 Onshore-Windenergieanlagen, während in deutschen Gewässern rund 1.300 Offshore-Windanlagen Strom ins Netz einspeisen.

  • Im Europäischen Vergleich ist Deutschland damit das Land mit der höchsten Stromerzeugung aus Windenergie.

  • Chinesische Forscher haben nun einen einzigartigen Mini-Windgenerator entwickelt, mit dem du in Zukunft sogar beim Joggen Storm erzeugen kannst. Mehr dazu erfährst du weiter unten.

Strom aus Wind: So funktioniert es

Windenenergie-Anlagen haben den Vorteil, dass ihr "Rohstoff" kostenlos und unbegrenzt verfügbar ist. Windräder nutzen den Wind zunächst, indem der Rotor der Anlage die Bewegungsenergie des Windes in mechanische Rotationsenergie umformt. Ein Generator wandelt diese Energie anschließend in elektrische Energie um.

Entscheidend für eine hohe Stromgewinnung sind zum einen ausreichend Windgeschwindigkeit und zum anderen die Größe der Rotor-Fläche. Auch die Höhe spielt eine wichtige Rolle. Denn: Bei zunehmender Höhe weht der Wind gleichmäßiger und stärker.

Windkraftanlagen lohnen sich übrigens schon nach etwa 3 bis 7 Monaten. Nach dieser Zeit produziert nämlich eine Anlage so viel Energie wie für ihre Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss.

Mini-Kraftwerk: So kannst du in Zukunft mit Sport Elektrizität erzeugen

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    Chinesische Wissenschaftler haben ein Mini-Windkraftwerk erfunden, das Windenergie erzeugt, wenn man schnell geht oder joggt.

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    Das neue röhrenförmige Gerät trägt den Namen "B-Teng", ist in etwa so groß wie eine Packung Papiertaschentücher und soll sich am Arm befestigen lassen können.

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    Das Besondere an dem Gerät: Bereits ab einer Windgeschwindigkeit von 5,8 Kilometern pro Stunde fängt es an Strom zu produzieren - Windräder können das erst ab 14 km/h.

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    Die Energie, die der kleine Generator produziert, reiche theoretisch aus, um 100 kleine LED-Lampen zum Leuchten zu bringen.

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    Ab wann es die clevere Erfindung zu kaufen geben wird, ist bislang allerdings noch nicht bekannt.

So funktioniert das Mini-Windkraftwerk

Genutzt wird bei dem Gerät der sogenannte Bernoulli-Effekt. Dieser besagt im Grunde: Wo eine schnelle Strömung fließt, nimmt der Luftdruck ab. Heißt: Die Luft, die schnell zwischen den beiden Kunststoffstreifen hindurch fließt, sorgt dafür, dass die Streifen immer wieder aneinanderschlagen. Sie bewegen sich ähnlich wie Fahnen, die im Wind flattern. Durch diese Reibung erzeugt der "B-Teng" Strom.

Die Mini-Windturbine in Aktion

Auch Drachen, Drohnen und wackelnde Windmasten sollen bald Energie aus der Luft generieren

  • Die ersten fliegenden Windkraftanlagen werden gerade marktreif. Airborne Wind Energy (AWE) heißt die Technologie. Weltweit tüfteln rund 60 Firmen, Forschungsgruppen und andere Institutionen daran.

  • Das kalifornische Unternehmen Makani, hat vor Kurzem den Offshore-Betrieb seines AWE-Systems vorgeführt. Der Prototyp kann bis zu 600 Kilowatt Strom übertragen - genug, um 300 Haushalte mit Strom zu versorgen.

  • Noch eine Innovation: Das Unternehmen "Vortex Bladeless" ("Wirbel ohne Rotor") entwickelte einen rotierenden Windmasten.

Shake it, Baby! Diese Windmasten werden gerade entwickelt

Die Windanlagen funktionieren ähnlich wie ein Fitness-Schwingstab. Wind bringt den Masten in Bewegung. Diese Rotation wird von einem Generator in Energie umgewandelt. Vorteile: Der Windmasten ist leiser, günstiger in Herstellung und Wartung und weniger gefährlich für Vögel oder Fledermäuse. Die geraten bei konventionellen Windrädern oft in die Rotorblätter.

Manche Experten äußern Bedenken: Die Energieausbeute bleibe hinter konventionellen Windrädern zurück. Grund dafür ist die geringere Fläche der Masten. Ein "Vortex Bladeless" erzeugt also weniger Strom als ein Windrad. Allerdings braucht er auch deutlich weniger Platz.

Fliegende Windräder: Wie geht das genau? Roland Schmehl, Professor für Windenergie, erklärt's:

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    Es gibt mehrere Möglichkeiten: Man schickt entweder Lenkdrachen aus flexiblen Materialien, Flugzeuge mit Rotoren oder Windturbinen im Ballon in die Luft.

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    Über Halteseile haben die Flugkörper Kontakt mit einer Bodenstation. Strom wird dabei auf 2 Arten erzeugt: Bei den meisten Modellen wandelt ein Generator am Boden die Windenergie in Strom um. Steigt der Flugkörper auf, treibt die Auftriebskraft über die Halteseile eine Seiltrommel an, die mit dem Generator verbunden ist.

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    Bei anderen Anlagen erzeugen Rotoren oder Turbinen in der Luft die Energie. Das Seil transportiert sie zum Boden. Dort wird die Energie ins Stromnetz eingespeist oder in Batterien gespeichert.

Die Vorteile der fliegenden Kraftwerke

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    Flexibel: Bisher unerschlossene Standorte, wo keine normalen Offshore-Anlagen stehen können (zum Beispiel im windschwachen Binnenland oder im tiefen Meer) und Inseln könnten damit bestückt werden.

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    Mobil: Von Lastwagen oder Schiffen aus startende Energiedrohnen könnten schnell an andere Orte gebracht werden.

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    Stark: In der Höhe ist der Wind kräftiger und verlässlicher. Die Energieflieger kreisen auf 200 bis 500 Meter. Die Masten der größten Windräder an Land reichen dagegen nur auf etwa 150 Meter Höhe.

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    Effizient: Die Firma EnerKite, deren Energie-Drachen in 300 Meter Höhe unterwegs sind, hat ausgerechnet, dass sie 50 bis 70 Prozent Auslastung erreichen könnten - statt 25 bis 35 Prozent wie bei normalen Windkraftanlagen.

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    Sparsam: Die Energiedrohnen sind viel kleiner als fest auf dem Boden installierte Anlagen. EnerKite rechnet mit 95 Prozent Materialeinsparung.

Drachen und Drohnen: So sehen die Energieflieger aus

Damit kämpfen die Anlagen zur Zeit noch

  • Sicherheit und Verlässlichkeit. Bislang waren die Energieflieger immer nur wenige Tage im Einsatz. In "Kite Parks", also dem Betrieb mehrerer Flieger nebeneinander, müssen sie sich erst noch beweisen.

  • Haltbarkeit. Schwachstellen sind Drachen und Kabel. Dafür müssen besonders robuste Materialien gefunden bzw. entwickelt werden.

  • Gesetzliche Vorgaben. Die Drachen oder Drohnen dürfen dem Flugverkehr nicht in die Quere kommen, und die Standorte der Bodenstationen an Land oder auf See müssen legal sein.

Veröffentlicht: 04.10.2020 / Autor: Ischta Lehmann