Innovative Windturbine ohne Vogelschlag und Lärmbelästigung an der Schwelle zum Markteintritt

Pressebild: Fotomontage Pilotanlage Deutschland

Die Windkraft ist zum Zankapfel der Gegner und Befürworter der Energiestrategie 2050 geworden.

(WK-intern) – Für die einen ist sie Bestandteil der Lösung für die Energiewende, für die anderen eine Plage, die neben Vogelschlag und Lärmbelastung zudem die Landschaft verschandelt.

Ein neues Windturbinen-Konzept «Vertical Sky®» kann beide Seiten zufrieden stellen.

Nicht alle, und das sieht man in der aktuellen Diskussion im Zusammenhang mit der Abstimmung zur Energiestrategie 2050 vom 21. Mai 2017, sind von der Windenergie begeistert. Meist sind es Probleme, die mit der Integration der Windenergieanlagen ins Landschaftsbild entstehen, oder die Sorge um Vögel und Fledermäuse, die den schnell drehenden Flügel der bisherigen Windräder nicht ausweichen können und so erschlagen werden.

Balsam für Menschen und Vögel
Die neuen Vertical Sky®-Windturbinen drehen langsam, und geben eine ruhige und fassbare Silhouette, die von Vögeln erkannt wird. Die Vogelwarte Sempach bewertet das Vertical Sky®-Konzept als lobenswert und weniger risikoreich.
Auch für die Menschen ist die neue Technologie viel angenehmer: Die langsam drehenden Rotorblätter erzeugen keine wahrnehmbaren Lärm-Emissionen und wesentlich weniger Schattenwurf. Der Vertikalrotor und der grün gestrichene Gitterturm integrieren sich optimal in die Ortsbilder und Landschaften wodurch das Konzept eine breitere Akzeptanz in der Bevölkerung findet.

Ungeplanter Projekt-Zwischenhalt
Die Ingenieure von Vertical Sky® sehen die Neuheit bereits in Computersimulationen und in Gedanken drehen: Vertical Sky®, 105 Meter hoch, ein grüner Gitterturm, drei weisse Rotorblätter, langsam um die Vertikalachse drehend, unauffällig und geräuschlos. Doch der Weg zur fertigen Anlage ist eine Herausforderung. Anfang letzten Jahres, nach sieben Jahren Forschung und Entwicklung, sah man die erste Pilotanlage bereits zum Greifen nah: Die Baubewilligung in Niederurnen, Vereinbarungen mit den SBB und die Detailplanung waren bereits erstellt.
Doch im August musste der Bau der Pilotanlage gestoppt werden. Trotz bestehender Bewilligungen und Vereinbarungen standen unvorhergesehene äussert ungünstige Bodenbedingungen einer wirtschaftlichen Fundamentierung der Windturbine und somit dem Bau der ersten Anlage im Wege.

Innovation in der Rotorblattsteuerung
Das Innovative des Konzepts ist nicht die auffällige Drehung um die Vertikalachse, im Gegensatz zu den heute weitverbreiteten Windrädern, sondern eine neue kontinuierliche Echtzeit-Pitchsteuerung der Anstellwinkel der drei Rotorblätter. Diese legt die Rotorblätter während der Drehung permanent optimal in den vorherrschenden Wind. Die aus Faserverbundwerkstoffen hergestellten vierteiligen Rotorblätter mit einer Gesamtlänge von 54 m und einer Breite von 2.7 m können dank der Steuerung das Maximum an Energie aus dem vorhandenen Wind herausholen. Gleichzeitig werden durch diese Rotorblattsteuerung die auf die Turbine wirkenden Wechsellasten massiv reduziert und die Verwirbelungen der Luft verhindert. Dadurch wird dieser Windturbinentyp zum ersten Mal skalierbar und somit wirtschaftlich interessant, was bisher mit Vertikalachsen-Windturbinen nicht möglich war.

Testanlage in Deutschland, Prüfstand Rotorblattsteuerung in der Schweiz
Schon während der Konzeption der Anlage in Niederurnen wurde der Aufbau und die Zertifizierung des Marktreifetyps in einem Windanlagen-Testgelände in Deutschland geplant. Nach den ernüchternden Sondierungsbohrungen in der Linth-Ebene traf das Team der Ingenieure und die Geschäftsleitung den Entscheid, direkt in die nächste Phase einzutreten.
Der Kern der neuen Windenergie-Technologie ist die erwähnte Echtzeit-Pitchsteuerung der Rotorblätter.
Sensoren messen permanent die Stärke und Richtung des eintreffenden Windes und geben diese Information an die Rotorblattsteuerung weiter, welche die Rotorblätter optimal ausrichtet. Um die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Steuerungs-Einheit zu testen wurde ein Prüfstand im Massstab 1:1 aufgebaut. Auf dem Prüfstand wurde der Pitch-Antrieb, ein getriebeloser Elektromotor mit den im realen Betrieb auftretenden Krafteinwirkungen belastet, um das Systemverhalten und die Regelgenauigkeit bei verschiedenen Windbedingungen zu prüfen.

Resultat steht fest
Seit dem frühen Morgen des 20. Aprils 2017 steht fest, dass alle theoretischen und x-fach berechneten Werte mit dem Live-Test übereinstimmen. Genau. Verlässlich. Stetig. Mit diesem überaus positiven Resultat steht dem Bau eines industriellen Prototyps (Marktreifetyp) in Deutschland, einem Testgelände für Windturbinen und der Typenzertifizierungen nichts mehr im Wege.

Schulterschluss von Pro und Contra
Die neue Windturbine füllt die befürchtete Lücke in der Stromproduktion auf: Eine dezentrale, erneuerbare Energieproduktion im Einklang mit Mensch und Umwelt. Der stetige Fokus während der Entwicklung auf eine wirtschaftlich funktionierende Lösung, macht das Produkt für eine breite Zielgruppe interessant und eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten.

PM: AGILE WIND POWER AG

Pressebild: Fotomontage Pilotanlage Deutschland

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