Energie

Strom vom Himmel

Woher bekommen wir in Zukunft den Strom? Wenn man Wubbo Ockels glauben mag, vom Himmel. Mithilfe von computergesteuerten Drachen will der Chef des Instituts Aerospace for Sustainable Engineering and Technology an der Technischen Universität Delft aus Wind Strom machen - und zwar in Höhen von bis zu einem Kilometer, weit oben, wo er wehen kann, ohne von Hügeln, Gebäuden oder Bäumen abgebremst zu werden.

Noch fliegt dort lediglich ein Prototyp der Anlage, die Ockels "Laddermill" ("Leitermühle") nennt - ein System aus einem ganz normalen Drachen und einem Generator, der auf einer Lkw-Ladefläche montiert ist. Mit den rund zwei Kilowatt, die er aus dem ersten Testflug gewonnen hat, ließe sich allerdings nicht viel mehr als ein Staubsauber betreiben. "Das soll sich in Zukunft natürlich ändern", sagt Ockels.

Das Prinzip von dem sich der Forscher nicht weniger als die Erschließung einer der wichtigsten Energiequellen der Zukunft verspricht, kommt tatsächlich verblüffend simpel daher: Der Drachen steigt an einem Seil auf, das Ausziehen des Seils liefert Strom wie bei einem Dynamo. Dann wird der Drachen von einem Motor wieder eingeholt, was zwar Strom verbraucht, aber weniger, als vorher generiert wurde. Mit diesem Drachenstrom aus rund 1000 Meter Höhe will er künftig Häuser, Städte - ganze Länder mit Energie versorgen. Wenn eines Tages alles stabil läuft, soll eine ganze Staffel hintereinander aufgereihter Drachen in den Himmel steigen. 50 Stück oder mehr plant Ockels, jeder Drachen mit der Spannweite eines ganzen Fußballfeldes. Die Höhen-Windmaschine könnte es auf Leistung im dreistelligen Megawatt-Bereich bringen.

Zuverlässiger Höhenwind

Gleich eine ganze Reihe solcher Projekte aus aller Welt haben sich derzeit aufgemacht, den Himmel zu stürmen und die Energie aus den Höhenwinden des Planeten als Strom auf die Erde zu bringen. Bereits seit rund 30 Jahren experimentiert der Australier Bryan Roberts, Professor für Automatisierungstechnik an der University of Technology Sydney, mit seinem fliegenden Kraftwerk, einer skurrilen Kreuzung aus Helikopter und Drachen. Auf einen Rumpf aus dünnen Metallstäben bastelte er dereinst zwei Rotoren und zwei Generatoren. Wie Ockels bewies auch Roberts bereits, dass es mit seinem Fluggerät prinzipiell möglich ist, Wind zu Strom zu machen. Doch sein Rotor-Drachen soll in rund zehn Kilometer Höhe den Jetstream anzapfen - einen rund um den Planeten tosenden, mehrere hundert Kilometer pro Stunde schnellen Sturmgürtel. "Unser Ziel ist es, bis 2012 einen 100-Kilowatt-Prototypen in der Luft zu haben", sagt Len Shepard von Sky Windpower, einer Firma, die sein Vater mit Roberts 2002 gegründet hat. Wenn die Gelder mitspielen, könnten bereits in vier Jahren Anlagen im niedrigen Megawatt-Bereich zur Stromversorgung beitragen, sagt Shepard. Diese fliegenden Windkraftgeneratoren werden dann vier Rotoren haben, jeder mit je etwa 27 Meter Durchmesser werden vom Wind in Drehung versetzt und halten dadurch den Rotor-Kite in der Luft und treiben Stromgeneratoren an. Der Strom wird über das Haltekabel zur Erde geleitet.

Bereits abheben lassen hat ihren Prototyp auch die Firma Magenn Power aus Ottawa. "Unser System ist bewusst ganz simpel gehalten", sagt Pierre Rivard von der kanadischen Windenergiefirma. Das "Magenn Air Rotor System", kurz MARS, genannte System fliegt von allein, weil es mit Heliumgas gefüllt ist. Rippen an seiner Außenhülle wirken wie die Wasserschaufeln eines Raddampfers: Sie fangen den Wind ein und lassen den trommelförmigen Ballon um seine Achse rotieren. Generatoren an den Achsaufhängungen wandeln diese Drehungen in Strom um. Über ein Halteseil aus dem Verbundwerkstoff Dyneema wird dieser dann zum Boden geleitet. "Wir wollen erst einmal klein anfangen", sagt Magenn-Chef Rivard. Fernab von Stromnetzen wie in Teilen Afrikas, Chinas oder Indiens kann so ein Krankenhaus versorgt werden, "selbst wenn es nur für den Betrieb eines Kühlschranks mit Medikamenten reicht". Schon 2012 soll das System am Markt sein.

Die italienische Firma Kitegen setzt wie Wubbo Ockels auf computergesteuerte Drachen. Allerdings sollen diese in rund 1000 Meter Höhe ein riesiges "Karussell" am Boden in Drehung versetzen. Großzügige 1000 Megawatt Leistung geben die Italiener für ihre futuristische Studie an. Ein erster Prototyp des Hightech-Windkraftwerkes wird in der Provinz Asti gebaut. "Kite Gen Stem" mit neun Generatoren und 27 Megawatt Spitzenleistung, könnte bald auf 100 Megawatt Kapazität ausgebaut werden, sagt Kite-Gen-Chefforscher Massimo Ippoliti. 500 Gigawattstunden im Jahr könnten so produziert werden, was für 86 000 Haushalte reicht.

Gefahr durch Blitz und Eis

"Die Idee, Energie aus der höheren Atmosphäre zu gewinnen, ist gut", sagt Peter Engel, Windkraftexperte am Fachgebiet Regenerative Energien der TU Darmstadt. Denn je höher man komme, desto stärker und verlässlicher würden die Winde wehen. Dazu kommt, dass die Windgeschwindigkeit in dritter Potenz in die damit erzeugte Leistung eingeht. "Verdoppelt sich die Windgeschwindigkeit, so verachtfacht sich die gewonnene Leistung gleich", rechnet Engel. Zudem seien Anlagen in der Atmosphäre weniger auffällig.

Trotzdem sieht er auch Schwierigkeiten: Flugverbotszonen wären obligatorisch. Doch bei Gewittern könnten "besonders die Konzepte, die mit dem Boden verbunden sind, zu den größten Blitzableitern der Welt werden." Zu viel Wind könnte ebenso Probleme machen wie zu wenig; ebenso Vereisung durch Wolken. Alle Konstrukteure verweisen jedoch darauf, dass ihre Systeme innerhalb einer Stunde notgelandet werden könnten.