Strom aus der Luft: China baut fliegende Windräder

Die Idee tönt abgehoben, ist aber schon Realität: China hat mit Erfolg Windturbinen getestet, die bis zu zwei Megawatt Leistung erbringen. Und vor allem: Diese neuartigen Stromerzeuger befinden sich hoch oben in der Luft.

Quelle: Tsinghua University

Der Prototyp S1500, der erfolgreich in der Wüste getestet wurde. Inzwischen existiert mit dem S2000 bereits ein noch grösseres und leistungsstärkeres Modell.

Der Schauplatz der Tests waren die weiten Sandebenen von Hami in der chinesischen Region Xinjiang. Hier wurde nicht weniger als ein Meilenstein der Energiegeschichte erreicht: Zum ersten Mal schwebte eine megawattstarke Windturbine durch die Luft und erzeugte dabei in einer Höhe von eineinhalb Kilometern kontinuierlich Strom aus den Höhenwinden der Atmosphäre.

Das fliegende Megawatt-Kraftwerk mit der Bezeichnung S1500 ist eine Kombination aus Zeppelin und Windturbine könnte die Energieversorgung nach Ansicht seiner Entwickler revolutionieren.

Weder Fundament noch Turm

Wie die Fachzeitschrift Interesting Engineering berichtet, durchlief das zeppelinartige Luftschiff, eine Kooperation des Unternehmens Beijing Sawes Energy Technology mit der Universität Tsinghua in Peking, erfolgreich alle geplanten Tests. S1500 ist 60 Meter lang, 40 Meter breit und ebenso hoch. Im Gegensatz zu herkömmlichen Windrädern benötigt das System weder Fundament noch Turm und kann innerhalb weniger Stunden an einen neuen Standort verlegt werden. Damit eignet es sich besonders für abgelegene Gebiete, Inseln oder Bergbaustätten, wo herkömmliche Windkraftanlagen nur schwer errichtet werden können.

Ein weiterer Vorteil: Da das mit Helium gefüllte System in 1500 Metern Höhe schwebt, kann es dort die deutlich stärkeren und konstanteren Winde der oberen Atmosphärenschichten nutzen. Hier bläst der Wind bis zu dreimal stärker als am Boden. In dieser Höhe ist die Anlage auch für Vögel weit weniger gefährlich.

Die Konstruktion folgt dem Prinzip eines ringförmigen Kanals, durch den der Höhenwind strömt und dabei zwölf Mikrogeneratoren aus Kohlefaser antreibt. Jede Turbine leistet 100 Kilowatt, sodass in der Summe die angestrebte Leitung von einem Megawatt sogar etwas überschritten wird. Der erzeugte Strom wird über ein Kabelsystem zur Bodenstation übertragen.

Quelle: Tsinghua University

Das luftig konstruierte Höhenwindrad von vorne: Das System ist gemäss Herstellern rasch und überall ohne grosse Vorinstallationen einsetzbar.

Wurzeln bei der NASA

Die Grundlagen Technologie wurden bereits 1957 vom chinesisch-amerikanischen Raumfahrtingenieur Qian Xuesen entwickelt, einem ehemaligen NASA-Pionier und Mitbegründer des Jet Propulsion Laboratory. Die USA zwangen ihn 1955 zur Ausreise, wonach er zum Begründer des chinesischen Raumfahrtprogramms wurde. Seine Ideen zur Nutzung von Windenergie wurden jedoch erst ab 2000 wieder aufgegriffen.

Unter anderem versuchte sich 2013 Google an der Technologie, stellte das Projekt jedoch im Jahr 2020 wieder ein. Alle Versuche scheiterten an technischen Problemen, langwierigen Genehmigungsverfahren und billiger Konkurrenz durch fossile Brennstoffe. Daneben griff 2017 das chinesische Unternehmen Sawes das ursprüngliches Konzept wieder auf und entwickelte es zur marktfähigen Technologie weiter.

Standort in 10000 Metern Höhe geplant

Das Unternehmen testet aktuell sogar schon die S2000, das nächstgrössere Modell der fliegenden Windturbine. Das Unternehmen plant, 2026 bereits mit der Massenproduktion der neuartigen Anlage zu beginnen. Neben dem Einsatz in abgelegenen Gebieten sieht Sawes Anwendungsmöglichkeiten in Katastrophengebieten, wo nach Erdbeben oder Überschwemmungen mobile Stromversorgung von entscheidender Bedeutung ist.

Noch sind indes nicht alle Probleme gelöst: Bei Gewitter oder Sturm muss das System innert Minuten sicher landen können. Dazu kommen Fragen der Flugsicherheit, Genehmigungsverfahren für Lufträume und die Skalierbarkeit der Technologie. Das Unternehmen lässt sich davon nicht beirren: Es plant bereits Anlagen in : Flughöhen von 10000 Metern in der Stratosphäre: Hier wehen konstante Winde 200mal stärker wehen als am Boden. Dadurch verspricht man sich Stromkosten, die noch ein Zehntel des heutigen Niveaus betragen. (mgt/bk)