Foto: Horst Bendix

Techniktrend

Höhenwind: Stromernte in 200 Meter

Ein 90-Jähriger kämpft für die Entwicklung von Höhenwindkraft. Horst Bendix sagt, dass erst in 200 Meter Höhe optimale Erträge erzielt werden.

Horst Bendix ist in der Windbranche bekannt als der alte Herr mit dem Plan für eine Höhenwindanlage. Inzwischen ist der 90 Jahre. Seit Jahren sucht er nach einem Windturbinenhersteller, der seine Ideen zum Thema Höhenwindkraft umsetzen könnten. Hier bringt er sein Anliegen erneut vor:
"Die neue Binnenwindanlage mit der Nabenhöhe ab 200 m kann den Bedarf an grüner Energie mit 20 % der bisher üblichen Standorte decken. Mit dem biegebeanspruchten Turm und dem Antrieb von der Gondel in Nabenhöhe sind die zum weltweiten Klimawandel und Kohleausstieg erforderlichen Mengen "grüner Energie" noch nicht zu schaffen. Da muß noch eine disruptive Innovation her. Wir müssen den Wind in größeren Höhen als 200 m, mit größeren Rotoren, mit mehr Stunden pro Tag und mit Antrieben im Turmfuß schaffen, müssen die neuen, drehbaren Türme mit neuen Verfahren des Errichtens und des Service absichern, dann schaffen wir gemeinsam mit der Solartechnik die Anforderungen an "grüner Energie" im erforderlichen Maße.
Im Mai 2018 wurde das Schutzrecht zum drehbaren Turm veröffentlicht. Mit dem Drahtseil - wie über dem Förderturm in die Tiefen des Berges - ließ es die erreichbare Lebensdauer nicht zu ; wahrscheinlich auch heute noch nicht. Mit einem modernen Flachriemen mit verheißungsvollen Eigenschaften, hoher Lebensdauer und beispielhafter Ruhe geht es selbst mit der Schlaufe auf.
Aber insgesamt muß zu jeder anfänglichen Zielstellung, zu Mut, zu konstruktiver Erfahrung die erste praktische Bewährung nachgewiesen sein, dann ist es geschafft, dann würden zwischen dem Ergebnis vom Jahr 2019:  1.85 GWh/a und dem Ziel von 50 GWh/a der Beweis erbracht.

Der Knackpunkt ist jetzt nicht mehr die Nabenhöhe und der Rotordurchmesser und Generatorleistung, nein, der Knackpunkt ist das Errichten der Anlage und die Sicherung des lebenslangen Service, denn die Nabenhöhe >=200m mit einer entsprechenden Tragfähigkeit in der Höhe und am Ort der Anforderung ist das Problem -  da jetzt die Nabenhöhe >=200m mit einem anspruchsvollen Rotor-O über dem triebstrangverzweigten Antrieb im Turmfuß gemeistert wird kommt es auf die Logistik des Errichtens und des Service an, damit diese neue Höhenwindanlage den Vielfachen Ertrag von weiteren Standorten beweist. Die restlichen Fragen der Akzeptanz lassen sich positiv beeinflussen. Allein schon durch die geringere Anzahl von Anlagen und ihrer größeren Höhe, bei der sich auch manche Frage der Schäden am Tier verringern.
In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurden insgesamt in Deutschland 30 000 Standorte für WEA der bisherigen Bauweise verwendet; und der Ertrag lag bei O 1,8 MW pro Anlage. Mit der neuen Bauweise würden sich rechnerisch ca. 10 000 notwendige Standorte ergeben, um den Gesamtbedarf an Elt in D (ohne Berücksichtigung des Ertrages aus Solar, und ohne zahlenmäßige volle Abdeckung ) hochzurechnen.
Laut BWE arbeiteten 2019 : 29 456 WEA an Land mit dem Ertrag von  53 912 GWh. das ergab im Durchschnitt :1.83 GWh/a pro Anlage. Eine Höhenwindanlage in 200m NH mit 8MW Antrieb erreicht damit  ca.50 GWh/a/Standort (das 30-Fache). Das bisherige Konzept der WEA an Land ist eigentlich uralt und hat sich bewährt, wurde  immer wieder höher und leistungsstärker gebaut. Man hat sehr wohl gemerkt, dass das Maß des Wachstums im Laufe der Jahrzehnte kleiner wurde, und keiner wollte der Erste sein, der die erforderlichen Konsequenzen zog.  -    weil es drei harte Konsequenzen sind:
Erstens nimmt der biegebelastete feststehende Turm das summarische Wachstum auswachsender Nabenhöhe und steigender Rotorkraft kurz vor dem Boden übel. Halbe Konsequenzen retten nur kurzzeitig und bringen anderen Aufwand; Die eindeutige richtige Veränderung ist eine neue Turmstruktur. Dem Turm die Drehbarkeit zu bieten ist ungewöhnlich, wird aber zweimal Nutzen bringen. Der drehbare Turm mit 3 Säulen, die sich in NH treffen, bietet mit vertikalem oder horizontalem Spreizwinkel und mit veränderbarem Kreisbahnradius verschiedene Einflüsse auf optimale Werkstoffabmessung und -auswahl.
Zweitens verlangt der Antrieb spätestens jetzt die Konsequenz, dass er mit steigender Mächtigkeit in allen Dimensionen nicht in immer weiter steigende Höhe sondern auch aus arbeitsschutz- und schnellerem Zugriff in Richtung Turmfuß gehört.Allein die Kosten für die anspruchsvollen Elt-leitungen des Antiebes zum Einspeisepunkt erbringen einen Kostenanteil der Trennung vom Rotor mit sich. Die 6. Auflage des führenden Fachbuches von Erich Hau "Windkraftanlagen", S. 334 zeigt sechs mögliche Triebstränge, um den Antrieb nach unten zu führen; alle nicht in Serie gegangen, stets gut Gründe und nun werden wir es mit der alten bewährten Riementechnik (millionenfach bewährt (bevor uns Schuckert den E-motor brachte),mit niedrigem Lärm, langer Lebensdauer und ordentlicher Schlaufenbildung realisieren.
Drittens fordert die neue Turmstruktur und der neue Antrieb im Zusammenhang mit der neuen Nabenhöhe ab und über 200m Konsequenzen für das Errichten und die Sicherung des Service auf Lebenszeit . Ein guter Hersteller weiß die Konsequenz zu ziehen aus der Tatsache , dass nicht in allen Gegenden Voraussetzungen für anspruchsvolle Hebezeuge vorhanden sind, aber der Kunde mit der Lieferung auch die Erfüllung dieser Ansprüche stellen kann und wird. Der Kunde weiß, dass die Beschaffung von geeigneten Fremdhebezeugen mit großem finanziellem und Zeitaufwand verbunden ist, dass dies einige Male pro Lebensjahr notwendig sein kann und sich somit zwischen Aufwand und Nutzen ausgleichen kann, also kostet.
Die erfinderische und konstruktive Leistung, diese Innovation zu bringen,war vielseitig und zeitraubend; man muß auch bedenken, dass dazu eine intensive mehrmalige Zusammenarbeit mit Herrn Prof. Dr. Emeis KIT/ Meteorologie gehörte, (seine Mahnung an die Adresse der windenergieerschließenden Forscher, den Wind in größeren Höhen zu erschließen, stammte schon aus 2001 (Meteorol.Zeitschrift 20001/10, Seiten 141-149) und Heft 11/2013 S.15 "Erneuerbare Energien". Im Juni 2005 hatte Prof. Dr. Emeis halbstündige SODAR-Messungen bis über 400m Höhe auf dem Airport Paris durchgeführt, die deutlich erkennen lassen, dass die Windgeschwindigkeiten über 300 m wieder geringer werden.
Auch mit den führenden Herren, Prof.Dr. Reuter, Prof. Dr. Wenske (beide IWES Bremen), und mit Herrn Prof. Dr. Schauer TUH, Herrn Siegfriedsen, u.a.(Nachbergbau, Flensburg...), Herrn Prof. Dr.Wanner ,TU Rostock und Fraunhofer IPA ,mit Herren von Enerpac und verschiedenen Zulieferfirmen und Herstellern fanden anregende Gespräche statt. Der Verfasser bedankt sich nochmals bei jedem Interessierenden und Gesprächspartner auf Messen , per mail und im net."

Foto: Siemens Gamesa Renewable Energy

Techniktrends

Windkraft 4.0: 170 Meter Rotordurchmesser und 5,6 Megawatt Nennleistung

Neue Windturbinen kommen mit High-Tech: Hersteller führen intelligent gesteuerte Anlagen mit fünf bis sechs Megawatt ein.

Foto: Jan Oelker - Aerodyn

Techniktrends

Drei neue Innovationen für die Windkraft

Neuere Technologieentwicklungen in der Windkraft setzen auf andere Werkstoffe, frische Nutzungskonzepte und innovative Bauformen.