Höhenwindbranche im Aufwind

Der kräftige und kontinuierliche Wind in großen Höhen kann zur Energiegewinnung genutzt werden. Die Forschung macht große Fortschritte. Ein Gastbeitrag von Guido Lütsch, Präsident des Bundesverbandes Höhenwindenergie e.V..

Windenergie bietet in Deutschland das größte Potenzial, um fossile Energieträger auf wirtschaftliche Art und Weise zu ersetzen. Das Erfolgsrezept liegt dabei in der deutlichen Steigerung der Effizienz von Windkraftanlagen durch Nutzung eines kräftigeren und kontinuierlicheren Windes, wie er z.B. in größeren Höhen vorkommt. Aktuell werden weltweit zukunftsorientierte Flugwindkraft- oder Airborne Wind Energy-Anlagen (AWE)  entwickelt, die diese ansteigende Verfügbarkeit und Stärke des Windes mit zunehmender Höhe nutzen. Diese seilgebundenen Flügel- oder Kitesysteme zeichnen sich im Vergleich zu konventionellen Windkraftanlagen durch geringeren Materialverbrauch sowie einen sehr wirtschaftlichen Betrieb aus. Zudem können AWE-Anlagen ihre Flughöhen, die zwischen 50 – 500 m liegen können, variieren und dadurch äußerst flexibel auf Veränderungen der Windgeschwindigkeiten reagieren und entsprechend  effizienter den Wind zur Energieerzeugung ausnutzen als konventionelle Windkraftanlagen.

Seit 15 Jahren macht die Forschung große Fortschritte

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Erste Forschungen zur Energiegewinnung mit Höhenwindanlagen begannen schon Mitte der 1950er Jahre. Da die notwendige Computertechnik für die automatisierte Steuerung der Höhenwindanlagen jedoch erst seit Anfang der 2000er Jahre besteht, schreitet seither die Forschung und Entwicklung von AWEs deutlich voran.

So steigt seit 2006 die Anzahl der derzeit rund 70 Unternehmen und Forschungsinstitute, die sich mit der Entwicklung von AWEs befassen, konstant an. Dies zeigt die aktuelle Studie des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten ZIM-Netzwerks HWN 500 (Höhenwindnutzung bis 500 m.) Etwa die Hälfte der Unternehmen der Höhenwindbranche geht davon aus, bis zum Jahr 2018 ihre Technik zur Marktreife zu bringen. Jedoch sind noch einige Hürden zu überwinden, in Teilbereichen der technischen Entwicklung sowie bei juristischen und genehmigungsrechtlichen Aspekten.

Anlagen bis zu einem Megawatt werden entwickelt

Die in der Studie befragten Unternehmen entwickeln Anlagen mit einer Leistung zwischen fünf Kilowatt bis hin zu einem Megawatt.  Schnell und flexibel aufgebaute sogenannte Jo-Jo-Systeme decken dabei einen Bereich von 50 bis 200 Kilowatt ab. Größere Anlagen sollen Leistungen im Megawattbereich erzielen. Es erscheint daher realistisch, dass Gestehungskosten wirtschaftlich vergleichbar zur Energieerzeugung durch Kohle erreicht werden können.

Demonstrationsanlagen sind erfolgreich

Seit etwa drei Jahren wird mit AWE-Demonstrationsanlagen Strom erzeugt; Ende 2014 absolvierte das deutsche Unternehmen Enerkite einen vollautomatischen Flug über 72 Stunden und GoogleX, die Innovationsschmiede von Google, präsentierte Ende April 2015 einen AWE-Flügel zur Erzeugung von 600kW. Derzeit bestehen erste europäische Demonstrationsanlagen in Deutschland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Portugal und der Schweiz. Die bereits erteilten Genehmigungen bestätigen die AWE-Entwickler in der Auffassung, dass die Anlagen grundsätzlich genehmigungsfähig sind.

Einsatz bei Katastrophenfällen

Neben dem stationären Einsatz können AWE-Anlagen auch mobil und dezentral in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Verbraucher eingesetzt werden und stellen so für zahlreiche Anwendungsfälle äußerst attraktive Alternativen dar. Die Anlagen können z. B. auch bei Katastrophenfällen eingesetzt werden, um mit den leichten und mobilen AWE-Systemen kurzfristig eine Notstromversorgung zu gewährleisten.

Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und die aktuellen Entwicklungen bei den zukunftsorientierten Flugwindkraftanlagen wie auch bei weiteren Innovationen im Bereich der erneuerbaren Energien zeigen, dass eine nachhaltige und bedarfsgerechte Stromerzeugung möglich ist und damit die Energiewende hin zu einer Versorgung auf Basis der erneuerbaren Energien machbar ist. Dazu können AWE-Systeme einen wertvollen Beitrag leisten.

 

Über das Netzwerk HWN 500

Das Netzwerk HWN 500 - Höhenwindnutzung bis 500 m wurde im Oktober 2014 gegründet, um mit seinen Partnern Forschungs- und Entwicklungsprojekte für innovative Flugwindkraftanlagen zu initiieren und umzusetzen. Das Netzwerk HWN 500 startete mit 9 KMU, 3 wissenschaftlichen Partnern und einem Verband und wuchs inzwischen auf über 20 Partner aus allen Bereichen der Höhenwindbranche an, von Herstellern einzelner Komponenten bis hin zu Forschungsinstitutionen. HWN 500 kooperiert dabei auch mit internationalen Partnern aus Estland, den Niederlanden und der Schweiz.

Zum Autor

Guido Lütsch leitet das Netzwerk HWN 500 - Höhenwindnutzung bis 500 Meter, ist Präsident des BHWE Bundesverband Höhenwindenergie e.V. und freiberuflicher Berater für Investoren im Bereich der Erneuerbaren Energien.