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12.05.2006 19:02 Alter: 13 yrs

Windkraft in der Vertikalen

Kategorie: Erneuerbare Energien
Autor: Markus Sapel

Wenn es um Windkraft geht, denkt jeder sofort an die bekannten propellerförmigen Rotoren, die in immer größerer Zahl in der Landschaft aufragen. Weniger bekannt ist ein anderer Typ von Windkraftanlage, der mit vertikaler Rotorachse arbeitet.

"Windanlagen mit vertikaler Rotorenachse sind ineffizient." So die Meinung vieler fachkundiger Windenergieexperten. Es ist auch richtig, dass der Wirkungsgrad von Windanlagen mit vertikalen Rotoren geringer ist gegenüber dem der bekannteren und wesentlich weiter verbreiteten horizontalen Rotoren. In jüngster Zeit stößt jedoch die Idee der vertikalen Rotoren wieder auf mehr Interesse.

Nachdem in den 80er und 90er Jahren verschiedene Unternehmen (z.B. der Flugzeughersteller Dornier) mit vertikalen Rotoren experimentiert hatten, wurden die Projekte wieder eingestellt, da die Anlagen zu unwirtschaftlich waren. Meist wurden sie durch die bewährten horizontalen Windanlagen ersetzt. Eine Anlage mit horizontalem Rotor kann etwa die Hälfte der Windenergie in Strom umsetzen, hat damit also einen Wirkungsgrad von rund 50%. Die bisherigen Anlagen mit vertikalem Rotor erreichten meist nur halb so viel.

Nun geht aber eine neue Generation von Unternehmen an den Start, die die alten Ideen wieder aufgreift jedoch mit überarbeiteter Technologie. Die neuen vertikalen Rotoren sollen deutlich bessere Wirkungsgrade besitzen, so z.B. eine Anlage von TMA des Typs Savonius, die einen Wirkungsgrad von 45% erzielen soll. Auf der Seite www.pcon-wind.de findet sich eine tabellarische Auflistung, wie leistungsstark Savonius-Rotoren bei welchen Windstärken tatsächlich (also außerhalb von Laborversuchen und Windkanälen) sind.

Ein Windrad mit vertikaler Rotorachse

Eine Flash-Animation von http://www.tmawind.com

 

Damit bleiben auch diese Rotoren hinter den horizontalen Anlagen zurück was Windkraftausbeute angeht, allerdings verfügen vertikale Rotoren über eine Reihe von Vorteilen gegenüber den horizontalen, wodurch sie wieder interessant werden könnten. Vertikale Rotoren produzieren schon bei schwachem Wind Strom und können auch noch bei sehr starkem Wind arbeiten, bei dem horizontale Anlagen abgeschaltet werden müssten. Zudem sind sie unabhängig von der Windrichtung, müssen also nicht ausgerichtet werden. Die neuen Anlagen mit vertikalen Rotoren lassen sich auch billiger produzieren, sie sind leicht skalierbar - also in beinah allen denkbaren Maßstäben einsetzbar - und aufgrund ihrer guten Verträglichkeit gegenüber schwierigen Windverhältnissen beinahe überall verwendbar, z.B. auf Dächern von Hochhäusern, auf denen oft viel Wind herrscht, der aber häufig die Richtung wechselt und verwirbelt, wodurch der Einsatz eines horizontalen Rotors problematisch wäre.

Ob sich die neue Generation von vertikalen Rotoren gegenüber dem bewährten Prinzip des horizontalen Rotors durchsetzen wird, wir werden es sehen. Wahrscheinlich werden sie diese nicht verdrängen können - es sei denn, es würde in Sachen Wirkungsgrad noch ein entscheidender Durchbruch erzielt werden. Allerdings eröffnen die neuen Rotoren neue Einsatzgebiete, für die horizontale Anlagen ungeeignet sind.
Und ein weiterer wichtiger Punkt zum Schluss: Der produzierte Strom soll 20-30% billiger sein im Vergleich zum Strom aus herkömmlichen Windanlagen.

Links zum Thema:
Der neue Dreh (heise)
Savonius Rotor-Typ
Darrieus Rotor-Typ