Windenergie 2.0: Hightech-Drachen speien Strom

Herkömmliche Windkraftanlagen aus hunderten Tonnen Stahl und Beton sind extrem teuer und aufwendig aufzubauen. Effizient geht anders. Deshalb tüfteln weltweit Unternehmen an neuartigen Flugwindkraftanlagen. Der Clou sind automatisierte Flugkörper, die in hunderten Metern Höhe günstigen Ökostrom gewinnen.
Einer der neuen Player in diesem Markt ist das Start-up EnerKite aus der Nähe von Berlin. Zentrales Element seiner Flugwindkraftanlage ist ein Flügel mit zehn Metern Spannweite, der einem Lenkdrachen ähnelt. Per Halteseil mit einer Generatorwinde verbunden, schraubt sich der Drachen in achtförmigen Spiralen bis zu 300 Meter hoch. Dabei zieht er an dem Seil und treibt dadurch den Generator an. Eine Software, Sensoren und zwei Steuerseile lenken den Flügel. Ist die maximale Höhe erreicht, senkt er sich automatisch auf 120 Meter ab und der Tanz startet erneut.

Produktionskosten sinken um die Hälfte

EnerKite erntet den Strom weit oberhalb der Flügelspitzen von Windrädern. Dabei macht es sich zunutze, dass in 300 Metern Höhe der Wind stärker und konstanter weht, was eine höhere Energieausbeute ermöglicht: Rund 90 Prozent der Zeit können die Energiedrachen Strom erzeugen. Geschäftsführer Alexander Bormann rechnet daher sogar im windschwachen Binnenland mit jährlich 6000 Volllaststunden. So könnte die autonome Anlage Ökostrom für vier Cent pro Kilowattstunde produzieren – um die Hälfte günstiger als Windräder, die selbst in Bestlage maximal 4000 Stunden im Jahr mit voller Auslastung arbeiten.
Der Funktionsdemonstrator von EnerKite ist auf einen ehemaligen Feuerwehrwagen montiert. Die Anlage funktioniert in zwei Phasen: In Phase 1 steigt der Drache auf, zieht am Seil und treibt die Generatorwinde an. In Phase 2 wird der Flügel mit minimalem Energieaufwand heruntergezogen und der Ablauf geht von vorne los.
2020 wollen die Drachenbauer an den Markt gehen: mit einer 100 Kilowatt-Anlage, die 200 Haushalte mit Strom versorgen kann. Die gesamte Technik passt auf einen Lkw und kann leicht transportiert werden. Damit ist sie ideal für abgelegene Regionen oder humanitäre Einsätze in Katastrophengebieten. „Weltweit werden drei Prozent des Stroms mit Dieselaggregaten gewonnen. Unsere Anlagen sind ebenso flexibel und mobil und könnten sie leicht ersetzen“, sagt Bormann. Da sie für Flugzeuge kein bauliches Hindernis bei Start und Landung darstellen, könnten die fliegenden Kraftwerke auch kleinere Flughäfen versorgen. Anfragen aus Kenia und Tansania gibt es schon.

Branchenriesen investieren in die neue Technologie

Auch Ampyx Power aus den Niederlanden zapft die Windressourcen in großen Höhen an. Das Unternehmen setzt auf ein Segelflugzeug, das bis 450 Meter hoch fliegt und von einer Plattform aus per Autopilot startet und landet. Wie bei EnerKite wird der Ökostrom über eine Generatorwinde produziert. Anders als der Konkurrent plant Ampyx jedoch den Einsatz in On- und Offshore-Windparks für große Energiekonzerne und Industriebetriebe mit hohem Energiebedarf. Der Energieriese E.ON kooperiert bereits mit Ampyx und investiert im großen Stil in die neue Technologie.

„Wir ersetzen Beton und Stahl durch modernste Technik“, heißt es auf der Ampyx-Website. Tatsächlich sind Material-, Montage- und Logistikaufwand gegenüber Windrädern erheblich geringer. EnerKite wirbt mit 95 Prozent weniger Materialeinsatz und einem 75 Prozent kleineren CO2-Fußabdruck. Instandhaltung und Handhabung sind einfacher, die Auswirkungen auf das Landschaftsbild minimal.

Google mischt bei Höhenwind-Technologie mit

Weitere Player in dem jungen Markt sind X-Wind Powerplants aus Berlin und das US-Unternehmen Makani Power. Wie Ampyx zielen sie auf Großabnehmer ab. X-Wind lässt seine Energiedrachen vollautomatische Triebwagen auf einer Schiene ziehen und so Strom erzeugen. Makani Power, das seit 2013 dem Internetgiganten Google gehört, nimmt die Generatoren mit an Bord seines Segelflugzeugs. Das Fluggerät hat eine Spannweite von 26 Metern, fliegt in 300 Metern Höhe und generiert die Energie mit acht Propellern, die durch den Wind angetrieben werden. Eine 500 Meter lange Kohlefaserleine verbindet das Flugzeug mit dem Boden und leitet den Strom hinunter. Zum Starten und Landen werden die Generatoren auf Motorbetrieb umgeschaltet.
Text von Gesine Oltmanns
Fotos: Ampyx, EnerKite
Animation: EnerKite
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