Wenn Drachen Energie bringen - Energiegewinnung durch Drachen

mehrere Fallschirme am Himmel schwebenddimitrisvetsikas1969pixabay.com/de/drachen-surfen-sport-meer-surfer-1379384CC0

Die Gewinnung von Energie ist für unsere Gesellschaft mittlerweile zu einem sehr wichtigen Anliegen geworden und es gibt unzählige Methoden, wie man Energie gewinnen kann. Neben den herkömmlichen Kraftwerken, die Atomenergie oder fossile Brennstoffe zur Gewinnung von Energie nutzen, gibt es auch alternative Methoden, die etwa auf die Nutzung der Sonnenstrahlung oder des Windes zurückgehen. Eine vielleicht noch nicht so bekannte Methode der Energiegewinnung unter Ausnutzung des Windes sieht die Verwendung von Drachen vor.

Idee

Die Idee, die dem Projekt zu Grunde liegt, ist denkbar einfach: Ein Drache - nicht das Wesen aus Fantasygeschichten sondern jener den man oft an Herbsttagen am Himmel sehen kann - schwebt in der Luft und zieht an einer Schnur, die am Boden eine Turbine antreibt, welche dadurch Energie erzeugt.

Bestandteile

Das Ganze System besteht aus folgenden Bestandteilen:

  • Ein ca. 25 m² großer Drachen zum Schweben in der Luft
  • Sensoren am Drachen zum Messen der Windgeschwindigkeiten und der Windrichtung
  • Lenksystem aus Seilen um den Drachen lenken zu können
  • Kontrolleinheit zum Lenken des Drachen mittels Lenksystems
  • robustes Seil zur Verbindung des Drachen mit der Trommel und dem Generator
  • Trommel zum Auf- und Abwickeln des Seils
  • Generator und Kontrollzentrum zur Erzeugung des Stroms

Funktionsweise

Im Detail gibt es einige kleine Unterschiede zwischen den einzelnen Projekten, die sich mit dieser Art der Stromerzeugung beschäftigen, im Großen und Ganzen funktionieren sie aber doch recht ähnlich:

Der Drachen wird in eine bestimmte Höhe (zumeist zwischen 500 m und 8 km) gebracht, wobei gilt: je höher der Drachen schwebt, desto stärker und konstanter weht der Wind und desto größer ist somit die Energie die gewonnen werden kann. In der Starthöhe angekommen, wird der Drache durch den vorherrschenden Wind langsam auf Bahnen, die eine 8 beschreiben, in die Höhe gehoben und das Verbindungsseil zum Generator wird ebenso langsam abgewickelt. Die angebrachten Sensoren messen dabei Windrichtung und Stärke und senden diese Daten an die Kontrolleinheit, welche mittels Lenksystems die Feinsteuerung des Drachen vornimmt um eine optimale Ausnützung des Winds zu gewährleisten. Da der Drache in luftiger Höhe vom Wind bewegt wird, wirkt eine Kraft auf das Seil, welches dadurch eine Zugkraft auf die Rolle ausübt. Die Rolle gibt diese dann an den Generator weiter und der wandelt diese dann in Strom um. Ist das Seil vollständig abgewickelt und der Drache somit auf der Zielhöhe angekommen, wird es schnell wieder aufgewickelt und der Drache somit erneut auf die Starthöhe zurückgezogen. Daraufhin beginnt ein neuer Zyklus. Um keine Leerläufe bei der Stromerzeugung zu erhalten und die Generatoren optimal ausnützen zu können, wird in der Regel jeder Generator von mindestens zwei Drachen versorgt.

Energieverluste

Wer dieses Konzept durchliest, wird sich vermutlich noch (mindestens) eine Frage stellen: Bleibt überhaupt Strom übrig, wenn man für das Aufrollen des Seils ja auch wieder Energie und damit Strom benötigt? Die Antwort der diversen Projektbetreiber auf diese Frage lautet: Ja, und zwar reichlich. Denn durch das schnelle Aufwickeln des Seils soll nur ein Bruchteil der vorher durch das langsame Abrollen gewonnen Energie verbraucht werden.

Vorteile

Als Vorteile für diese Art der Energiegewinnung aus Wind gegenüber den üblichen Methoden (etwa Fallwindturm oder Windturbine) werden oft folgende Punkte angeführt:

  • Niedrige Investitionskosten, die ein Betreiben ohne staatliche Investitionszuschüsse ebenso ermöglichen sollen wie die Produktion von Strom zu vergleichweise niedrigen Kosten
  • Da sich die Drachen in großer Höhe bewegen, finden diese dort in der Regel konstante Windverhältnisse vor
  • Durch das Lenksystem und die große Fläche, die einem in über 500 m Höhe fliegendem Drachen zur Verfügung steht, kann dieser schnell auf geänderte Windverhältnisse reagieren
  • Im Bedarfsfall lässt sich dieses System auch wieder leichter abbauen und an einer anderen Stelle wieder aufbauen, als ein Fallwindturm oder eine Windturbine.

Stand der Projekte

Einige Projekte haben bereits Prototypen entwickelt und im März 2017 soll eine Anlage in Schottland in Betrieb gehen. Vorerst schweben die Drachen noch in Höhen unter 500 Metern (in Schottland sollen es 450 m sein). In weiterer Zukunft ist geplant Drachen bis in jene Höhen steigen zu lassen, in denen die Jet Streams vorherrschen, um diese konstanten und starken Windströme anzapfen zu können.

Fazit

Wenn die ambitionierten Ziele wirklich erreicht werden, könnte diese Art der Energiegewinnung durchaus eine Zukunft haben. Sie wäre flexibel - sowohl vom Standort als auch von der Leistungsfähigkeit her (kann durch die Größe des verwendeten Drachen und die Einsatzhöhe geregelt werden) - und nicht allzu kostenintensiv. Und vor allem entlegene Gebiete mit viel Wind könnten damit selbstständig und kostengünstig Strom erzeugen, womit sie nicht mehr auf eine Anbindung an ein Stromnetz angewiesen wären. Aber schauen wir einmal was die Zukunft bringt. Ich persönlich könnte mich schon mit dem Gedanken anfreunden, bei einem Spaziergang einige Drachen oder auch einen ganzen Schwarm davon hoch in den Lüften kreisen zu sehen. Nur sollten dann auch die Sicherheitsaspekte geklärt sein. Denn die Vorstellung mit einem Flugzeug in ein gespanntes Seil zu fliegen finde ich nicht mehr so romantisch.

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