Vorbild Fischschwarm

Mehr Windstrom pro Fläche

Windräder mit vertikalen Achsen und eine kompakte Anordung können die Nutzung der Windenergie wesentlich effizienter machen. Für Onshore Anlagen wäre der Bau solcher flächenoptimierter Windparks zudem eine Möglichkeit, den Flächenverbrauch für Windräder zu verringern, mehr Windstrom zu produzieren und gleichzeitig größere Abstände zu Siedlungen und Schutzgebieten einzuhalten. Am California Institute of Technology in Pasadena wurde dazu jetzt ein Windparkaufbau erprobt der sich an der kompakten Aufstellung von großen Fischschwärmen orientiert und dabei einerseits maximalen Ertrag, andererseits minimalen Flächenbedarf anstrebt.

In Schwärmen ordnen sich die Fische so an, dass sie ihren Vortrieb mit möglichst geringen Reibungsverlusten realisieren. Beim Schwimmen erzeugen die Tiere Wirbel, welche die hinter ihnen schwimmenden Artgenossen bei optimalem Abstand nutzen können, um sich vorwärts ziehen zu lassen. Analog ordneten die Entwickler Windräder eines Windparks so an, dass weniger Energie verloren geht und die Turbulenzen, die sie verursachen von den dahinterliegenden Anlagen als Antriebsenergie genutzt werden können.

Das Ergebnis ist eine paarweise Aufstellung der Windräder. Statt herkömmlicher Rotoren kommen im Versuchsfeld Rotoren mit vertikaler Drehachse zum Einsatz. Im Prinzip sind diese Rotoren zwar weniger effizient, dafür können sie aber besser turbulente Winde aus unterschiedlichen Richtungen nutzen. Vor allem aber können sie in der für die Fischschwarmanordnung notwendigen Kompaktheit aufgestellt werden.

Da vertikale Rotoren nach Angaben der Entwickler bei gleicher Leistung geringere Masthöhen benötigen, wäre dies ein weiteres Plus, um bei Windparks einen höheren energetischen Flächenertrag zu erzielen und sie gleichzeitig besser ins Landschaftsbild einzupassen. Entwicklungsbedarf besteht aber noch bei der Mechanik der vertikalen Rotoren, die mit ihrer langen Achse größeren Fliehkräften und Vibrationen ausgesetzt sind als herkömmliche Propellerrotoren.

Bild: Caltech Feldversuch (FLOWE)