Windräder für Wirbelstürme 12.10.2016, 07:11 Uhr

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?

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

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.

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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.

Der japanische Ingenieur Atsushi Shimizu mit einem Prototypen seines Windrotors: Die Anlage bietet einem Taifun nur wenig Angriffsfläche.

Der japanische Ingenieur Atsushi Shimizu mit einem Prototypen seines Windrotors: Die Anlage bietet einem Taifun nur wenig Angriffsfläche.

Quelle: Challenergy

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.

Der Rumpf des Cargoschiffs Vindskip ist geformt wie ein Flugzeugsegel. Dadurch entsteht an einer Seite ein Unterdruck, der das Schiff nach vorne zieht – bei gutem Wind soll Vindskip auf 35 km/h beschleunigen. 

Der Rumpf des Cargoschiffs Vindskip ist geformt wie ein Flugzeugsegel. Dadurch entsteht an einer Seite ein Unterdruck, der das Schiff nach vorne zieht – bei gutem Wind soll Vindskip auf 35 km/h beschleunigen.

Quelle: Fraunhofer CML/Lade AS

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.

Auf der Wind Expo 2016 in Tokio hat Atsushi Shimizu, Chef des Start-ups Challenergy, seine Idee eines Windrades speziell für Taifune vorgestellt.

Auf der Wind Expo 2016 in Tokio hat Atsushi Shimizu, Chef des Start-ups Challenergy, seine Idee eines Windrades speziell für Taifune vorgestellt.

Quelle: Challenergy

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.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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