12.10.2016, 07:11 Uhr | 3 |

Windräder für Wirbelstürme Ein Taifun könnte Japan Jahrzehnte mit Strom versorgen

Windräder, die sogar Taifunen gewachsen sind und mitten im Wirbelsturm Strom erzeugen, könnten die Kernkraftwerke und konventionellen Kraftwerke Japans überflüssig machen. Hat das Konzept des Start-ups Challenergy eine Chance?

Windkraftanlagen des japanischen Start-ups Challenergy
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Mit riesigen Windrädern will das japanische Start-up Challenergy die enorme Energie von Taifunen nutzen, um Strom zu erzeugen.

Foto: Challenergy

Ein einziger Taifun enthält so viel Energie, dass sie theoretisch ausreicht, Japan 50 Jahre lang mit Strom zu versorgen. Das hat der japanische Ingenieur Atsushi Shimizu errechnet, Gründer des drei Jahre alte Start-ups Challenergy.

Wie er die Energie erzeugen will hat er schon demonstriert. Er entwickelte einen Windgenerator, der keine Flügel hat, sondern langegestreckte Schaufeln, die eine senkrecht stehende Achse rotieren lassen. Anders als herkömmliche Windgeneratoren mit zwei oder drei Flügeln müssen diese Anlagen nicht dem Wind nachgeführt werden. Sie rotieren, woher die Strömung auch immer kommt.

Selbst die schlimmsten Stürme sind kein Problem

Eine Reihe von Unternehmen und Tüftlern haben ähnliche Generatoren entwickelt, etwa Blue Terra aus Bremen. Es handelt sich stets um Kleinanlagen mit weniger als zehn Kilowatt.

Damit will sich Shimizu nicht zufriedengeben. Er verrät zwar nicht, welche Leistung seine Mühlen haben werden. Doch eins ist klar: Er will sie so stabil bauen, dass Taifune, die oft mit Windgeschwindigkeiten von deutlich mehr als 200 Kilometern pro Stunde über Japan hinweg fegen, ihnen nichts anhaben können. Mehr noch: Sie verwandeln die gewaltige Kraft des Sturms in elektrische Energie.

Zu den Vorbildern gehört auch ein Schiff

Shimizu macht sich den Magnus-Effekt zunutze. Wird ein rotierender Rundkörper angeblasen, entsteht auf der einen Seite ein Überdruck, auf der anderen ein Unterdruck. Beim so genannten Flettner-Rotor sorgt dieser Effekt dafür, dass ein Schiff vom Wind vorwärtsgetrieben wird.

Vor zwei Jahren stellte der Norweger Terje Lade mit dem Cargoschiff Vindskip ein ähnliches Konzept vor. Dabei dient der Rumpf als Segel. Schräg einfallender Wind muss auf der ihm abgewandten Seite einen längeren Weg zurücklegen, wodurch auf der dem Wind zugewandten Seite ein Unterdruck entsteht. Dadurch wird das Schiff nach vorne gezogen.

Ein Prototyp des Taifun-Rotors ist schon in Betrieb

Doch  zurück nach Japan. Bei der Windmühle des Ingenieurs Shimizu bietet der sich drehende Rotor dem Wind wenig Angriffsfläche. Dadurch kann er auch Taifune überstehen und ihre Energie in Strom umwandeln.

Die spezielle Bauart bezahlt der Japaner mit einem Wirkungsgrad von nur 30 Prozent, das sind zehn Punkte weniger als bei konventionelle Mühlen. Angesichts der enormen Kräfte eines Taifuns ist das aber zu verschmerzen. Einen kleinen Prototypen hat Shimizu in Okinawa bereits installiert, Japans südlichster Präfektur.

„Ich möchte unseren Windgenerator auf dem Dach des neuen Nationalstadions aufbauen“, sagt Shimizu. Es wird in Tokio für die Olympischen Spiele 2020 erbaut. „Oder auf dem Tokio Tower“, einem der Wahrzeichen der japanischen Hauptstadt. Der Turm, der 332,6 m hoch ist, ähnelt dem Pariser Eiffel-Turm. Er will sein Land, in dem es mit Fukushima die schlimmste Atomkatastrophe gab, mit seiner Technik von der Kernenergie unabhängig machen.

In Japan gibt es jedes Jahr Taifune

Das Potential für die Challenergy-Mühlen wäre enorm. Allein in diesem Jahr erlebte Japan bereits sechs dieser schweren Unwetter. Bei geringen Windstärken produzieren die Mühlen allerdings keinen Strom oder nur sehr wenig. 

Das führt zu Shimizus Hauptproblem: Er müsste den Strom, der innerhalb von wenigen Stunden in gigantischen Mengen produziert wird, monate- oder jahrelang speichern. Eine schier unlösbare Aufgabe. Alle derzeit in aller Welt installierten Speicher dieser Art könnten Japan allenfalls minutenlang mit Strom versorgen. Andererseits gehört Japan neben Südkorea und China zu den weltweit größten Batterieherstellern.

Shimizu ist dennoch überzeugt, dass Windenergie die Zukunft ist für sein Land. Die Möglichkeiten zur Gewinnung von Energie aus Wind seien deutlich größer als die Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht. 

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Von Wolfgang Kempkens
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kommentare
13.10.2016, 17:10 Uhr Progetti
Magnus- Effekt- Rotoren könnten in schon bestehenden Wind- Energie- Parks bei häufigem Auftreten von Stürmen zusätzlich platziert werden, damit der Windräder- Park bei Sturm nicht komplett stillgelegt werden muss. Die Sturm- Energie- Spitzen könnten in unterirdischen Hallen mittels Superkondensatoren oder Ultrakondensatoren gespeichert werden.
Diese Investitionen machen sich auf lange Sicht sicher mehr als bezahlt!


13.10.2016, 18:08 Uhr Progetti
In Gebieten mit häufigem Auftreten von Tornados, bzw. Twistern, könnte die potentiell gefährliche Energie schon vor dem Entstehen der Tornados mit Hilfe von hohen Masten, ähnlich den schon existierenden hohen Sendemasten, durch Ausgleich der elektrischen Spannung zwischen Wolken und Erdboden abgeleitet werden, wobei ebenso Energie gewonnen und gespeichert werden könnte!
Die wahrscheinlich positive Ladung der Wolke sucht sich dann für den Spannungs- Ausgleich den kürzesten Weg über den Twister- Mast, dessen erforderliche Höhe aus der gemessenen Höhe der sogenannten "Zelle" berechnet werden könnte.
Der Twister- Mast müsste aber im Umkreis weitgebietig geerdet werden, damit die Schutzwirkung wirklich effektiv ist! Er müsste auch noch über einen kurzzeitig nach oben ausschiebbaren Teil verfügen, der nur für die Zeit des Unwetters dem Bedarf entsprechend hochgeschoben bleibt.
Dieser Beitrag soll natürlich nur als Denk- Anstoss für die erforderliche Twister- Forschung verstanden werden!

23.02.2017, 11:45 Uhr Progetti
Ein weiterer Lösungsansatz für das Tornado- Problem wäre die Tornado- Killer- Drohne:
eine robust gebaute Drohne, die mit einem Faraday- Käfig aus Titan (formbeständig und leicht!) geschützt ist, zieht einen Hunderte Meter langen Draht- Schweif aus Wolfram in die Tornado- Zelle etwas abseits vom Tornado- Rüssel hinauf.
Der Schweif besteht aus einigen dünnen Wolfram- Drähten, die am Unterende zur Beschwerung Kugeln aus Wolfram besitzen.
Wenn sich die Wolke dann über die Wolfram- Bahn entlädt, verschwindet bald danach der Tornado- Rüssel, weil das elektrische Spannungsfeld zusammenbricht, aber man muss mit vermehrtem Regen rechnen, weil durch die Entladung die Entstehung von Regentropfen angeregt wird.

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