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Interview

Energie der Zukunft - Flugdrachen für mehr Windenergie

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Um die Stromausbeute zu steigern, forschen Wissenschaftler wie Philip Bechtle an neuen Technologien. Dabei entstehen sogar Windkraftanlagen, die durch die Luft fliegen.

Der Ausbau erneuerbarer Energien stockt. Dabei gibt es - in Deutschland und den Nachbarländern - längst bezahlbare und kreative Lösungen für die Herausforderungen der Energiewende.

Beitragslänge:
28 min
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ZDFheute: Herr Bechtle, was sind Stromdrachen?

Philip Bechtle: Stromdrachen, oder auch "Winddrohnen", sind so etwas wie eine "Drohne am Seil". Also ein automatisch - wir sagen "autonom" - also unter vielen Bedingungen sicher selbständig fliegendes Fluggerät. Dies ermöglichen hochpräzise Sensoren und ein Autopilot. Es kann entweder ein Drachen sein, ähnlich den Kites der Kitesurfer, oder ein stabiles Segelflugzeug, und es hängt an einem möglichst dünnen und sehr stabilen Seil.

ZDFheute: Wie funktioniert das?

Bechtle: Wir können uns eine Winddrohne eigentlich wie den mittleren und äußeren Teil eines einzelnen Flügel eines Windrades vorstellen. Der Flügel “fliegt” mechanisch gesteuert - wie ein Segelflugzeug - quer zum Wind und wird dabei vom Wind voran getrieben. Nun muss die erzeugte Energie aber irgendwie zu einem Generator.

Hier gibt es zwei Strategien: Entweder die Drohne zieht ein am Boden auf einer Trommel aufgewickeltes Seil gegen den Widerstand des Generators heraus, oder auf der Drohne gibt es umgekehrt funktionierende Propeller, die wie Mini-Windräder die hohe Geschwindigkeit der Drohne durch die Luft - sie bewegt sich quer zum Wind viel schneller als die Windgeschwindigkeit - ausnutzt, um mit einem ganz kleinen Propeller ganz viel Energie zu erzeugen.

ZDFheute: Was ist der Vorteil dieser Winddrohnen?

Bechtle: Der offensichtlichste Vorteil ist natürlich, dass man nur ganz wenig Material braucht. Das spart potentiell Kosten.

Der konzeptionell größte Vorteil ist, dass man viel größere Höhen erreichen kann als ein Windrad. Über 500 Meter sind mit heutigen Konzepten im Prinzip erreichbar und es geht sogar noch deutlich höher.
Philip Bechtle

Das ist mit Türmen nicht kostengünstig darstellbar. Es gibt aber auch praktische Vorteile: Zum Beispiel erzeugt der Zug am Seil nicht so ein hohes Drehmoment wie an einem hohen Turm. Damit kann man prinzipiell viel einfacher schwimmende Plattformen für Winddrohnen auf hoher See konfektionieren.

Ein gut vorstellbarer Weg zum Einstiegsmarkt sind kleine Anlagen, deren Bodenstation als Container aufgestellt werden können. Damit sind sie viel transportabler und flexibler als Windturbinen, die man in entlegenen Gebieten, oder einsamen Inseln ohne Infrastruktur, kaum kostengünstig aufstellen kann.

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ZDFheute: Wie ist es mit dem Materialeinsatz aus und bei den Kosten?

Bechtle: Während der Materialeinsatz für den Bau viel kleiner ist als bei Windrädern, wird am Anfang der Wartungsaufwand und die Betreuung der Anlagen teuer sein. Außerdem ist zu beachten, dass die Winddrohne natürlich sicher sein muss. Daher sind die Kosten der ersten großen Anlagen im Moment noch gar nicht wirklich kalkulierbar. Windturbinen sind eine etablierte Technologie, die nun - zusammen mit Solarstrom - die günstigsten hochverfügbaren Energiequellen der Welt darstellen. Diesen Zustand haben sie aber nur durch hohe Subventionierung erreicht, die sich nun bezahlt macht. Eine in den Anfängen stehende Technologie kann man daher nicht mit etablierter Technologie vergleichen.

ZDFheute: Haben diese Winddrachen Zukunft?

Bechtle: Ich denke ja. Zuerst in den oben erwähnten Nischenmärkten -- Skysails und Kitepower fangen gerade mit dem kommerziellen Verkauf an. Langfristig ist es möglich als Ergänzung zu konventioneller Windenergie, um noch stetigere Höhenwinde zu nutzen, die Durchmischung der atmosphärischen Schichten zu verbessern, und um noch mehr Grundlastfähigkeit zu liefern - also auch dann zu produzieren, wenn andere Quellen nicht produzieren und der Strom besonders teuer ist. Oder anders formuliert:

Man braucht weniger relativ teuren Speicher, wenn man nicht nur auf die Solarenergie setzt, die ja an sich die günstigste und universellste einsetzbare bekannte Energiequelle ist, aber auch unstetiger ist als Windkraft.
Philip Bechtle

Das Interview führte Susanne Becker.

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