Windkraft 23.05.2003, 18:25 Uhr

Einfacher Bau unter sengender Sonne

Aufwindkraftwerke. Wie in Münster auf dem Deutschen Ingenieurtag erläutert, kommt es beim Bau eines solchen Kraftwerks auf Einfachheit an.

Aufwindkraftwerke wurden als solare Stromerzeuger für sonnenreiche Regionen der Erde entwickelt, wo indes häufig Armut und auf dem Gebiet der Technik ein geringer Wissensstand herrscht. Anders als bei Windrädern oder Fotovoltaikfeldern solle die Ausführung eines Aufwindkraftwerkprojekts deshalb ein vergleichlich geringes bautechnisches Know-how erfordern, erläuterte auf dem DIT in Münster Prof. Jörg Schlaich vom Stuttgarter Ingenieurbüro Schlaich, Bergman und Partner. Zwar erreichten die konzipierten Naturzugkühltürme eine Höhe von immerhin 1?km, doch einfach konzipierte Speichenrädern im Inneren der Röhren würden das Bauwerk sicher aussteifen.
Schon das Prinzip ist einfach: Für eine Leistung von 200 MW erzeugt die sengende Sonne unter einem Glasdach von 5 km Durchmesser warme Luft. Diese steigt durch den Naturzugkühlturm, der aus der Mitte des Glasdachs aufragt, in die Höhe und treibt durch den Sog Turbinen und Stromgeneratoren am Fuß der Röhre an. Auch in der Nacht steht das Kraftwerk nicht still. Einen kontinuierlichen 24-h-Betrieb garantierten geschlossene Wasserschläuche, die – so Schlaich – unter dem Dach angebracht sind. Sie könnten ihre tagsüber gespeicherte Wärme in der Nacht wieder abgeben. Die Schläuche werden einmal gefüllt, sonst gibt es keinen Wasserbedarf.
Das Aufwindkraftwerk braucht überdies kein Kühlwasser. Das sei in vielen sonnenreichen Ländern ein entscheidender Vorteil, betonte Schlaich. Schließlich herrschten dort schon jetzt große Trinkwasserprobleme. Da die Solarstrahlung nicht konzentriert werde, könne auch diffuses Licht zur Lufterwärmung unter dem Glasdach genutzt werden. Das erlaube den Kraftwerksbetrieb auch bei ganz oder teilweise bedecktem Himmel. Insbesondere für wolkenreiche tropische Länder sei dies von entscheidender Bedeutung.
Das Glasdach, das etwa 60 % der Gesamtkosten ausmacht, ist aufgrund der Einfachheit aus quadratischen Fenstern konstruiert. Diese Bauweise habe man jahrelang an einem Prototyp in Spanien erprobt, erläuterte Schlaich. Die in den meisten Entwicklungsländern bereits etablierte Industrie böte jetzt die Voraussetzung, dass die erforderlichen Materialien Beton, Glas und Stahl in ausreichenden Mengen vorhanden sei. So ließe sich selbst in ärmeren Ländern eine große Anlage ohne Devisenaufwand mit eigenen Ressourcen und eigenen Arbeitskräften verwirklichen. Dies schaffe Arbeitsplätze und senke die Stromkosten drastisch.
Für die Röhre wurden verschiedene Bauweisen und Werkstoffe miteinander verglichen. Schlaich: „Für alle in Frage kommenden Wüstenländern versprechen Stahlbetonröhren ein Maximum an Lebensdauer und ein Minimum an Kosten.“
Bisher sind Naturzugkühltürme nicht über die 200-m-Marke hinaus gekommen, weil sich die Röhren im Sog verformen und Risse oder Beulen entstehen. Dem könne man aber mit aussteifenden Speichenrädern begegnen, die wie steife Schotte wirkten, aber den Aufwind nur minimal behinderten, erläuterte Schlaich. Fertige man die Speichen aus stehenden Flachstählen, zwischen einem Druckring in der Kaminwand und einem Nabenring, dann spanne sich ein solches Speichenrad durch seine Eigenlast von selbst vor, und seine Speichen seien zug- und druckfest.
Die in armen, aber sonnenreichen Regionen fast ohne Ressourcenverbrauch erzeugte elektrische Energie können dem Eigenbedarf und damit der Entwicklung des jeweiligen Landes dienen, zu einem späteren Zeitpunkt dem Export und damit der Verbesserung der Handelsbilanz, resümierte Schlaich. Da so natürliche Rohstoffe wie Öl, Kohle und Gas durch Investitionen ersetzt würden, entstünden unzählige neue Arbeitsplätze. Arbeit und Energie führten zu Wohlstand und dieser wiederum zu einer Dämpfung des Bevölkerungszuwachses. E.W.

Ein Beitrag von:

  • Elmar Wallerang

    Redakteur VDI nachrichten. Fachthemen: Hoch- und Tiefbau, Bautechnik.

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