Innovative Windkraft-Anlagen

Die derzeit am weitesten verbreiteten Windmühlen arbeiten nicht sehr energieeffizient, das lernt heutzutage jedes Schulkind. Siehe: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/windkraftwerk

Der typische Wirkungsgrad liegt zwischen 40 und 45 %, ein maximaler Wirkungsgrad von 60 % kann nicht überschritten werden. Die typischen Anschaffungskosten von Windkraft-Anlagen liegen zwischen 3000 und 9000 € pro Kilowatt - ein für mich unfassbar hoher Preis, der von der Größenordnung her, um rund eine volle Zehnerpotenz höher liegt, als die von mir vorgeschlagenen Anlagen. Nur bei riesengroßen Windkraft-Anlagen im Multi-Megawatt Bereich wird der Preis besser, aber dann geht die dezentrale Gestaltung der Energieversorgung verloren, wodurch nicht unerhebliche Kosten und Energieverluste im Stromtransport entstehen (Überlandleitungen). Siehe:

https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=anschaffungskosten+windkraftwerk+pro+kilowatt

 

Nun lassen sich natürlich auch Windmühlen deutlich preisgünstiger bauen, wenn man auf die typischen Hightech-Verbundwerkstoffe der Rotorblätter verzichtet, und die damit verbundenen immensen Umwelt-und Entsorgung-Probleme. Siehe:

https://www.focus.de/finanzen/boerse/rotorblaetter-werden-zum-problem-im-massengrab-4-000-windraeder-jaehrlich-landen-auf-dem-sondermuell_id_11639296.html

Es ist kaum zu glauben aber tatsächlich war: Wir (als Menschheit) haben ein großes Entsorgungsproblem mit den Rotorblättern der altgewordenen Windmühlen, was den Umwelt-Aspekt der Benutzung von Windmühlen erheblich nachteilig beeinträchtigt. Die Bilder der Rotorblätter, die auf eine Entsorgung warten und nicht entsorgt werden können sind erschreckend. Siehe: https://correctiv.org/faktencheck/2020/12/09/ja-diese-fotos-zeigen-rotorblaetter-von-windkraftanlagen-die-in-wyoming-lagern/

 

Die Lösung wäre so simpel: Man baut einfache Rotorblätter aus normalem Standard-Blech, das sich billig tiefziehen läßt, oder in armen Ländern sogar von einem Dorf-Handwerker mit einem normalen Gummihammer in die benötigte/gewünschte Form gebracht werden kann. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefziehen

Was man dafür allerdings braucht, ist eine andere Formgebung, als bei den derzeit in den Industrienationen zahlreich verkauften Windmühlen. Diese orientieren überraschenderweise immer noch ihr Design an den Windmühlen, wie sie schon seit Jahrhunderten üblich sind. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Windmühle

Die fehlende Kreativität der Entwickler und Ingenieure verwundert. Dabei gibt es heute schon einige alternative Aufbauten, die sogar im Hobby-Bereich von geschickten Heimwerkern privat selbst hergestellt werden können. Das nebenstehende Bild deutet einen möglichen Aufbau an. Ein dünnes Blech wird zu einem Rotor geformt (grau), der um eine Drehachse (orange) rotiert.
Die einzige noch zu tätigende Entwicklungsarbeit liegt in der theoretischen Berechnung der optimalen Form der Rotorblätter. Dafür eignet sich eine FEM-Computer¬simulation der Aerodynamik/Fluiddynamik, mit dem Ziel, die CW-Werte in vorwärts- versus rückwärts- Richtung so asymmetrisch wie möglich zu gestalten. Die Rotorblätter können wahlweise horizontal oder vertikal laufen. Wirkungsgrade bis zu 80% sind theoretisch erreichbar.

Da auf komplizierte Hightech-Werkstoffe, und auf das Herantasten an die Grenzen des technisch möglichen verzichtet wird, liegen die Preise unserer low-tech Windmühlen (Anschaffungspreis pro erzeugtes Kilowatt) ziemlich ähnlich wie die Anschaffungspreise der Gezeitenkraftwerke – und das sogar zum Betrieb kleiner autarker Anlagen mit Leistungen von wenigen Kilowatt.

Vorteil: Sehr preisgünstige Windkraftanlagen, die in beliebiger Größe, auch hin zu kleinen Anlagen frei skalierbar sind, und mit einfachen Mitteln in allen Ländern der Welt gefertigt werden können.

Im Preisvergleich sind wir um einen Faktor 2 kostengünstiger als die heute üblichen Groß-Windkraftwerke und sogar um rund einen Faktor 10 kostengünstiger, als die bisher verbreiteten kleineren Windanlagen für Einzelbetreiber (ohne Anbindung an einer Stromnetz und die damit verbundenen Leitungsverluste und Kosten).

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