Höhenwind: Stromgewinnung mit Flugdrachen

Weltweit arbeiten rund 70 Unternehmen und Forschungsinstitute an entsprechenden Projekten. Etwa die Hälfte von ihnen will in den nächsten drei Jahren marktreife Systeme präsentieren, ergab eine Umfrage des Verbandes. Die technischen Konzepte sind unterschiedlich. Viele der Tüftler setzen auf Flugdrachen (Kites), andere auf Flügelsysteme, Segel, Gleiter oder wie die Firma Altaeros auf einen Heliumring mit einem Windrad in der Mitte. Allen gemeinsam ist: Sie wollen die Winde in 300 bis 500 Meter Höhe nutzen, oder noch höher.

Denn dort wehen sie stärker und stetiger als in Bodennähe. Es gibt fast doppelt so viel Energie zu ernten. Das gigantische Energiepotenzial der Höhenwinde ist seit vielen Jahren bekannt, aber erst nach dem Jahr 2000 war die Computer- und Steuerungstechnik so weit, dass die Forschung ernsthaft in Gang kam.

Die Firmen geben sich zurückhaltend, wenn sie über den genauen Stand ihrer Forschungen Auskunft geben sollen. Am weitesten ist vielleicht der US-Hersteller Makani, der vor einigen Monaten ein 600-Kilowatt-Modell vorstellte. Das ist deutlich mehr, als die Versuchsanlagen der Konkurrenz schaffen. Aber noch nicht genug.

Am Ende sollen die Anlagen ein oder zwei Megawatt Strom erzeugen, am besten rund um die Uhr und das ganze Jahr. Das dürfte zwar technisch auch in Zukunft nicht möglich sein, aber die Höhenwind-Anlagen könnten eine weitaus höhere Verfügbarkeit erreichen als herkömmliche Windkraftwerke. Die schaffen auf See 4000 bis 4500 Volllast-Stunden im Jahr, während die Höhenwindanlagen auf 6000 Stunden (von 8760) kommen sollen. Das Makani-Konzept überzeugte immerhin den Internet-Giganten Google, der das Unternehmen vor zwei Jahren übernahm.

Nicht nur die hohen Energieerträge locken die Höhenwind-Pioniere, sondern auch die niedrigen Kosten. Eine herkömmliche Windkraft-Anlage besteht aus 5000 Tonnen Beton und Stahl. Die Höhenwind-Systeme benötigen nur ein Zehntel des Materials. Sie können schnell und leicht an Orte transportiert werden, wo Strom benötigt wird, zum Beispiel nach Naturkatastrophen oder in abgelegene Gegenden. Die Firma EnerKite aus Kleinmachnow in Brandenburg erwartet, dass Strom aus Höhenwind in der Zukunft vier Cent je Kilowattstunde kosten wird und damit billiger wäre als aus Kohle. Die günstigste Energie überhaupt. Mit der neuen Technik vervielfachen sich weltweit auch die Flächen, die sich grundsätzlich zur Produktion von Windstrom eignen.

Ebenfalls weit vorn bei der Entwicklung der Technologie sieht sich die Hamburger Firma SkySails. Sie hat bereits einen Zugdrachen für Schiffe bis zur Marktreife entwickelt, der eine Antriebsleistung von bis zu zwei Megawatt erbringt. "Wir haben erhebliche technische Hürden überwunden und sind ziemlich nah an einem serienreifen Modell", sagt Firmenchef Stephan Wrage. Skysails verfüge durch die jahrelange Erfahrung mit Flugdrachen auf See über ein weltweit einzigartiges Know-how bei der Nutzung von Höhenwind und besitze rund 300 Patente in diesem Bereich.

Bislang erprobt Skysails die Technologie mit einem Modell mit einer Leistung von 55 Kilowatt und 20 Quadratmeter Segelfläche. Der nächste Schritt wäre eine Demonstrationsanlage auf See mit einem Megawatt Leistung und 400 Quadratmeter Segelfläche sowie einem 1000 Meter langen Seil. Wrage glaubt, dass er Anlagen mit zehn Megawatt Leistung entwickeln kann, deutlich mehr als heutige Offshore-Windkraftanlagen.