Vertikale Windkraftanlagen

Vertical-Sky-Konzept zur dezentralen Stromversorgung. Bild: Agile Wind Power

Um zu prüfen, ob das Konzept des Hobbyprojekts tatsächlich realisierbar war, führte der CEO Patrick Richter gemeinsam mit seinem Schwiegervater, dem Schöpfer des Konzepts, Berechnungen und Tests durch. „Bei den vertikalen Windkraftanlagen, die es aktuell auf dem Markt gibt, handelt es sich um Kleinanlagen“, erklärt Richter. „Diese konnte man bisher aber nicht skalieren. Deshalb sind vertikale Windkraftanlagen aktuell nur für den Selbstversorgermarkt interessant und nicht wirtschaftlich. Das, was mein Schwiegervater entwickelt hatte, sah hingegen vielversprechend aus.“ Nach drei Jahren Berechnung nahm die Vision der beiden Hobbybastler immer mehr Form an, aber auch zunehmend Zeit in Anspruch. Richter wagte deshalb im Jahr 2010 den Schritt und stieg aus seinem Unternehmen in der Informatik-Branche aus, um das Unternehmen Agile Wind Power zu gründen und sich seinem Projekt Vertical Sky zu widmen.

Vorteile gegenüber herkömmlichen Windkrafträdern

Die Anforderungen der vertikalen Anlagen sind mit denen herkömmlicher Windkrafträder vergleichbar. Auch für die Technologie von Agile Wind Power bedarf es einer bestimmten durchschnittlichen Windgeschwindigkeit und guten Windverhältnissen über das gesamte Jahr hinweg. Die vertikal und langsam drehende Windturbine zeichnet sich durch eine modulare Konstruktion aus, die sich bis in den Multi-Megawattbereich skalieren lässt und aufgrund ihrer aktiv steuerbaren Flügel auch den Ausgleich von Böen und dadurch eine verbesserte Nutzung der Windenergie ermöglicht. Kleine und leichte Baugruppen sollen den Transport- und Installationsaufwand, im Gegensatz zu anderen großen Windkrafträdern, minimieren. Sämtliche Komponenten des Maschinenhauses sind leicht austauschbar, da dieses vom Rotor entkoppelt und nah über dem Boden im Turm aufgehängt ist. Tests haben ergeben, dass das Vertical-Sky-Konzept vogelfreundlich ist. Mit 0,5 bis 4 t pro Flügel sind diese deutlich leichter als die zwischen 12 bis über 20 t schweren Flügel von horizontalen Windkraftanlagen. Dank dieser Tatsache und der langsamen, vertikalen Rotation sind keine Sicherheitsmaßnahmen für Vögel und Fledermäuse erforderlich. Auch bei Anwohnern hat die Anlage vor allem aufgrund der geringen Geräuschbelastung und dem integrierenden Erscheinungsbild eine höhere Akzeptanz. Diese Vorteile kommen bei der Standortwahl zum Tragen.

Vision wird mit Software zur Realität

Der Weg bis zur Konzeptreife war lang. Mehr als viereinhalb Jahre hat das mittlerweile zwölfköpfige Team von Richter an der Technologie gearbeitet, Prototypen gebaut, getestet und die Konstruktion verbessert, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Eine wichtige Rolle spielte dabei von Anfang an die Autodesk Product Design Suite. Als Clean­­tech Partner von Autodesk nutzt Agile Wind Power Design- und Konstruktionslösungen des Softwareherstellers, die dem Start-up zu einem Bruchteil des eigentlichen Preises zur Verfügung gestellt wurden. „Wir nutzen Autodesk Inventor für die komplette Konstruktion unserer Anlage – von der Grundkonzeption über die Detaillierung bis hin zu den Fertigungszeichnungen für die Hersteller“, erläutert Richter. „Die Software ist einfach in der Bedienung. Dadurch ist nur eine kurze Einarbeitungszeit nötig, und wir können genau das realisieren, was wir uns vorstellen.“ Autodesk Inventor unterstützte das Schweizer Unternehmen nicht nur bei der Konstruktion. Die Lösung wurde auch für Marketingzwecke eingesetzt.

Für jeden Standort die richtige Größe

Aktuell konstruiert das Entwicklerteam die erste Anlage mit einer mittleren Leistungsklasse von 400 kW. Diese soll noch in diesem Jahr in die Fertigung gehen und aufzeigen, dass das Vertical-Sky-Konzept nicht nur am Bildschirm oder als Prototyp realisierbar ist. Die Bewilligungsverfahren für einen gut angebundenen, windstarken Standort sind bereits eingeleitet. Diese und bis zu zwei weitere Pilotanlagen sollen dazu dienen, eventuelle Probleme in der Praxis zu beseitigen, um letztlich ab 2017 zur Serienreife zu gelangen. Erklärtes Ziel ist es, in den Markt für Multi-Megawatt-Anlagen einzutreten. Das geplante Standard-Produktprogramm soll dann aus drei Grundtypen mit einem jeweiligen Durchmesser von 22, 45 und 67 m bestehen, die als Schwach-, Mittel- oder Starkwindvariante mit unterschiedlicher Rotorzellenzahl erhältlich sein werden. Das Portfolio ermöglicht durch die Wahl der Rotorzellenanzahl und die einfache Installation verschiedener Generatorgrößen eine Anpassung an die standortspezifischen Gegebenheiten. Die kommenden Monate und Jahre soll die Erfahrung aus der kleineren Pilotanlage für Verbesserungen genutzt werden. Parallel arbeitet das Unternehmen an einer Anlage für die Leistungsklasse ab 2 MW. Richter hofft, im Jahr 2018 einen Piloten der größeren Serie realisieren zu können.