WE DON'T INHERIT THE EARTHFROM OUR ANCESTORS, WE BORROW IT FROM OUR CHILDREN!
Die BiosphÄre Gesamtenergie-konzeption Analyse der Exergie Das Synergetische Modell

Besondere Windenergiesysteme

Vertikalachsen-Rotoren


Vertikalachsen-Rotoren haben gegenüber konventionellen Systemen mit waagrechten Achsen folgende Vorteile:


Als Beispiel für den Ideenreichtum, Windenergieanlagen mit senkrechten Achsen zu bauen, soll hier das 1975 angemeldete und 1977 erteilte US-Patent Nr. 4.017.205 vorgestellt werden. Victor W. Bolie aus Albuquerque in New Mexico will den Wind, unabhängig von dessen Richtung, über einen zentralen Konus nach oben richten, wo sich die Blätter des Rotors befinden. Die technische Infrastruktur befindet sich am Boden und gut geschützt innerhalb der Rundpyramide. 

Bolie-Patent 1975

Bolie-Patent (1975)

Nachfolgend werden die wichtigsten Konstruktionsmodelle der Senkrechtachser im Einzelnen betrachtet, die im Englischen unter dem Oberbergiff VAWT (Vertical Axis Wind Turbine) bekannt sind. Es handelt sich um Flettner-, Savonius-, Darrieus- und verschiedene andere Rotoren, während Einzelerfindungen, die ebenfalls mit senkrechten Achsen versehen sind, im Kapitel Neue Designs und Rotorformen präsentiert werden.

Ein wesentlicher Vorteil von Windrädern mit senkrechter Drehachse ist die Möglichkeit, sie in kleinerem Abstand zueinander aufzustellen, wie Forscher vom California Institute of Technology um John Dabiri im September 2009 feststellen. In Simulationen zeigen sie, daß derartige Windrad-Konstruktionen im Vergleich zu den heute üblichen Windpark-Anlagen sogar hundertmal mehr Energie pro Flächeneinheit erzeugen können. Das Manko heutiger Windräder ist nämlich, daß sie aufgrund der Luftverwirbelungen in großem Abstand voneinander aufgestellt werden müssen – bei Rotorblättern von 100 m Länge muß dieser mindestens 1 km betragen.

Die Computersimulation bestätigt eine besonders hohe Effizienz, sobald im und gegen den Urzeigersinn laufende Turbine dieser Art abwechselnd aufgestellt wurden. Dieses Konzept soll demnächst in Testanlagen überprüft werden, es ist von Fischschwarm-Analysen aus den 1970er Jahren inspiriert: Wenn sie sich im Schwarm bewegen, nutzen Fische eine Formation, die es dem einzelnen Tier erlaubt, sich vom Wasserwirbel der beiden weiter vorne schwimmenden Fische ziehen zu lassen. Die höhere Effizienz wird durch die Bewegung des jeweiligen Rotors nebenan erklärbar, die eine größere Luftströmung bewirke. Im Gegensatz zu den eher störenden Effekten bei Vertikalachs-Anlagen werden die Wirbel im vorliegenden Fall synergetisch genutzt.

Umsetzungen der verschiedenen Senkrechtachser werden – über die folgende Präsentation hinaus – auch in der Länderübersicht sowie im Kapitel Windenergie und Architektur vorgestellt.


Der Flettner-Rotor


Die Wirkungsweise dieses Rotors basiert auf einem Effekt, den der Berliner Physiker Heinrich Gustav Magnus 1852 entdeckt: An einem rotierenden und senkrecht zur Achse angeströmten Zylinder entsteht senkrecht zur Achse und zur Anströmrichtung eine Querkraft. Während so auf der einen Seite des rotierenden Zylinders ein Unterdruck entsteht, ergibt sich für die gegenüberliegende Seite ein Überdruck.

Der 1885 in Eddersheim bei Frankfurt am Main geborene Anton Flettner - später bekannter Hubschrauber-Konstrukteur und 1961 verstorben -, der um 1920 mit seinen Experimenten beginnt, will den Magnus-Effekt zum Antrieb von Schiffen nutzen. Im Juli 1923 läßt er auf dem Berliner Wansee ein 50 cm Modellboot zu Wasser, das einen Papierzylinder als Aufbau hat, der von einem Federuhrwerk angetrieben wird. Bereits 1924 setzt er den Versuch maßstabsgetreu um und rüstet den dreimastigen Segelschoner ‚Buckau’ zu einem Rotorschiff um.

Die ‚Buckau’ war in der Wasserlinie etwa 51 m lang und hatte als Segler 889 m2 Segelfläche getragen. Das Schiff wird nun seiner Takelage beraubt und mit zwei Rotoren von jeweils 15,6 m Höhe und 2,8 m Durchmesser ausgerüstet. Zum Antrieb der Rotoren dienen zwei 11 kW Gleichstrommotoren. Die maximale Drehzahl ist 125 U/min. Beide Rotoren zusammen besitzen eine projizierte Fläche von 88 m2. Flettner geht davon aus, daß der Kraftbeiwert der Rotoren zehnmal so groß ist wie die der Gaffelbesegelung. Um einen solchen Wert zu erreichen, werden die Rotoren mit Endscheiben versehen, die den 1,5fachen Rotordurchmesser haben.

Die Buckau

Die Buckau

Die im Herbst 1925 durchgeführten Versuchsfahrten ergeben, daß der Rotor ein in jeder Beziehung zuverlässiges und vollwertiges Antriebsmittel auch für Jachten darstellt. Außerdem ist die Handhabung der Rotoren wesentlich einfacher als das Setzen oder Raffen von Segeln, wofür immer mehrere Mann benötigt werden. Die erzielten Geschwindigkeiten bis 7 m/s entsprechen denen normaler Segeljachten ähnlicher Größe, während bei mehr als 7 m/s die Segeljacht dem Rotor unterlegen ist. Eine Segeljacht muß nämlich, wenn der Wind eine größere Geschwindigkeit als 7 m erreicht, bereits die Segel wegnehmen und sie reffen. Bei der Rotorjacht können die Böen dagegen nicht so gefährlich werden. Die Rotoren haben kein ‚Vollzeug’, die Geschwindigkeit wird lediglich durch die Verringerung der Drehzahl vermindert. Besonders wenn der Wind von achern - also von hinten - kommt kann der Winddruck auf den Rotor für die Fahrt voll ausgenützt werden, woraus sich sehr hohe Geschwindigkeiten ergeben. So werden während der Probefahrten bei 8 bis 10 m Wind in der Sekunde Fahrtgeschwindigkeiten von 20 bis 22 km/h gemessen.

Später wird die‚Buckau in ‚Baden-Baden umgetauft.

Trotz erheblicher technischer Schwierigkeiten beim Betrieb der Rotoren beweist das Schiff im Einsatz seine Fahrttüchtigkeit. Flettner behauptet, die Rotoren hätten  dem Schiff die gleiche Fahrleistung gegeben wie vorher die Segel – andere Aussagen widersprechen dem und meinen, daß die ursprüngliche Geschwindigkeit von 12 kn mit den Rotoren nie erreicht wurde. Trotz alledem weisen die Rotoren über vier Jahre ihre Brauchbarkeit bei geringem Wartungsaufwand nach.

Flettner-Rotor-Schiff Barbara

Die Barbara

Flettner führt im Mai 1926 mit seinem ‚Kamin-Segelboot’, wie es im Volksmund genannt wird, eine erfolgreiche Atlantiküberquerung durch – und zwar gegen den Wind, wovon Segler sonst nur träumen können.

Im selben Jahr wird im Auftrag der Reichsmarine ein weiteres Schiff bei der AG Weser-Werft in Bremen umgerüstet. Die 90 m lange ‚Barbara’ bekommt neben ihrem 750 kW Motor auch drei Rotoren von je 17 m Höhe und 4 m Durchmesser und kann daher als erstes Motorschiff mit Windzusatzantrieb gelten. Die ‚Baden-Baden’ beweist im sechsjährigen Einsatz die Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit des Rotorsystems, allerdings wird der Betrieb beider Schiffe im Zuge der aufkommenden Weltwirtschaftskrise aus ökonomischen Gründen eingestellt.

Die Nachteile dieser Methode bilden das Auftreten störender Kreiselkräfte, die wiederum mit lästigen Fliehkräften verbunden sind und Unwuchten (Vibrationen) erzeugen, die ihrerseits Festigkeitsprobleme aufwerfen. Außerdem ist kein schnelles Anlaufen und Drehrichtungsumsteuern des Rotors möglich. Flettner-Rotoren werden auch in dem 1926 erschienenen Buch von Anton Lübke Technik und Mensch im Jahr 2000 als zukünftige Energieproduzenten vorgeschlagen.

Rotorflugzeug auf dem Wasser

Rotorflugzeug

An dieser Stelle soll auch der Versuch erwähnt werden, ein Flettner-Flugzeug zu bauen! Durch die erfolgreichen Atlantiküberquerung der Baden-Baden im Mai 1926 inspiriert, wird in den USA ein Rotorflugzeug ohne herkömmliche Flügel entwickelt. Statt dessen kommen auch hier Flettner-Rotoren zum Einsatz, die den Magnus-Effekt nutzten.

Die Entwicklung dieses Fluggerätes basierte auf Untersuchungen von Ludwig Prandtl an der Aerodynamischen Versuchsanstalt (AVA) in Göttingen. Prandtl hatte rotierende Zylinder im Windkanal vermessen – und war auf verblüffende Auftriebswerte gestoßen. Ein rotierender Zylinder bot demnach einen bis zu zehnfach höheren Auftrieb als eine Flugzeugtragfläche.

Die um 1930 gebaute ,921-V’ mit ihren drei Rotationszylindern soll sogar einmal geflogen sein, dann jedoch eine Bruchlandung gemacht haben.

Der Flettner-Rotor ist im angelsächsischen Bereich auch unter dem Namen Madarasz-Rotor bekannt (manchmal auch Madaras geschrieben).

Bei dem Madarasz Rotor Power Plant project, das in den Jahren 1930 bis 1934 verfolgt wird, und dessen Patentierung durch Julius D. Madarasz 1928 beantragt wird (US-Patent Nr. 1791731, erteilt 1931), soll eine Vielzahl von 27 m hohen und rund 6,5 m durchmessenden Rotoren auf einer Kette von flachen Wagen installiert werden, die von Wind angetrieben auf einer kreisförmigen Schiene zirkulieren. Die Stromerzeugung soll über die Achsen der Wagen erfolgen.

Außer dem Bau eines Zylinder-Prototyps in Burlington, New Jersey, wird das Projekt jedoch nicht weiter verfolgt.

Erst viele Jahre später, 1977, wird an der Lehigh University in Bethlehem, Pennsylvania, eine Studie vorgestellt, derzufolge mit den aktuellen Technologien ein wirtschaftlicher Berieb des Systems sehr wahrscheinlich sei.

Von Herrn Rainer Schmieg bekomme ich dankenswerterweise noch weitere Fotos mit Flettner-Rotoren, von denen ich hier zwei veröffentlichen möchte. Zum einen handelt es sich um eine Aufnahme aus dem Bundesarchiv vom Mai 1931, auf der eine kleine Jacht mit Flettnerrotor zu sehen ist. Außer einem Hinweis auf Hamburg (auf dem Ruderboot) habe ich jedoch keine weiteren Informationen über dieses Boot.

Flettner-Rotorschiff als Spielzeug

Flettner-Spielzeug

Das zweite Foto zeigt ein vierrädriges Kinderspielzeug in Form eines Flettner-Schiffes, das vermutlich ebenfalls aus den 1930ern stammt. Die kleine Schlaufe am vorderen Teil impliziert, das man das Schiffchen hinter sich her ziehen konnte, worauf sich die Rotoren höchstwahrscheinlich gedreht haben.

Ansprechend ist in meinen Augen auch das Titelbild der Popular Science vom Juli 1933 mit segelartigen, spitz zulaufenden Flettner-Rotoren auf einer Jacht und einem Frachter. Die Idee hat damals jedenfalls großes Interesse geweckt, fiel dann aber lange Jahrzehnte der Vergessenheit heim.

Anton Flettner stirbt 1961 in New York und kann die Renaissance seines Antriebsverfahrens nicht mehr miterleben.

1983 erleidet die US-Amerikanische Windship Development Corp. Schiffbruch, als sie einen kleinen Flettner-Rotor mit einer Windturbine koppelt – und auch der weltbekannte Meeresforscher Jacques-Yves Cousteau muß im Oktober 1983, damals schon 74jährig, schlechte Erfahrungen machen - als bei Windstärke 9 sein ‚Turbosail’ herunterkommt.

Zu diesem Zeitpunkt testete er gerade eine modifizierte 13,5 m hohe, tragflächenartige ovale Röhre, bei welcher der Unterdruck statt durch Rotation durch einen innen liegenden 12 PS Ventilator und siebartige Öffnungen in den Seiten erzeugt wird. Auf dem 22 m langen Katamaran ‚Moulin à Vent I’ sollte damit die gleiche Leistung wie durch einen konventionellen 150 PS Motor erbracht werden.

Alcyone

Alcyone

Cousteau macht weiter, assistiert von den Professoren der Pierre et Marie Curie-Universität in Paris Lucien Malavard und Bertrand Charvier: Bis Mitte 1985 wird die ‚Alcyone’, ein verbessertes Modell mit zwei der inzwischen auch als Cousteau-Pechiney Turbosails bekannten Systeme, von der Firma Pourprix in Lyon konstruiert und beim Aluminium-Konzern Cegedur-Pechiney in Voreppe (Dept. Isère) in Auftrag gegeben; gebaut wird es anschließend in der Werft Société Nouvelle des Ateliers et Chantiers de la Rochelle-Pallice.

Noch im Laufe des Jahres 1985 überquert Cousteau mit der ‚Alcyone’ den Atlantik ohne Zwischenfall und setzt seine Erprobungsfahrt in den Pazifik fort. Das Schiff ist 2006 immer noch für die Cousteau Society unterwegs.

Ab 1985 wird für Cousteau das 800 t Forschungsschiff ‚Calypso II’ geplant, das ebenfalls mit zwei Turbosegeln, d.h. optimierten Flettnerrotoren mit einer projizierten Segelfläche von 150 m2 ausgerüstet werden sollte. Andere Pläne sahen nur ein Turbusail vor. Durch den späteren Tod von Cousteau wird das Vorhaben aber nicht verwirklicht.

Nachdem das Turbosystem durch die französische Firma Cegedur-Pechiney serienreif gemacht wird, erhält 1986/1987 ein 600 t Chemietanker ebenfalls dieses System.

Ein persönlicher Bekannter, Herr Gottfried Grossmann, berechnete in seinem Schreiben vom 30.06.1983, daß ein 20 m hoher und 2 m durchmessender Rotor eine Fläche von etwa 125,6 m2 besitzt. Bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s entspricht dies jedoch einer Segelfläche von bis zu 1.256 m2, da der Magnuseffekt die wirkenden Kräfte bis zum 10fachen der Zylinderfläche steigert. Ein weiterer Bekannter, Rainer Höhndorf, hat sich ebenfalls mit diesem Prinzip beschäftigt und die eigene Jacht umgebaut. Etwas weiter unten verlinke ich auf ein Interview mit ihm. Seine zwei Rotoren benötigen jeweils 150 W. Er ist der Meinung, daß er damit eine Vortriebsleistung von 3.000 W erzielt hätte, was einen ausgesprochen guten Wirkungsgrad bedeuten würde.

Ab 1984 soll bei der Hamburger Werft Blohm + Voss der 1982 in Südkorea gebaute 6.700-t-Chemietanker ‚Nura’ mit Flettnerrotoren ausgerüstet werden. Das besitzende Unternehmen August Bolten will mittels einer Förderung durch das BMFT die Flettner-Technologie beleben und bei dem Tanker dadurch jährlich 15 – 20 % des Treibstoffes einsparen. Laut dem damaligen Abteilungsleiter des Projekts (1986/87) wurde das Vorhaben, zwei Flettner-Rotoren als Zusatzantrieb zu installieren, jedoch nicht realisiert, weil die zuvor stark gestiegenen Rohölpreise wieder sanken.

Am 13.08.1986 meldet Peter Ferger in Deutschland ein Patent an (Nr. 36.27.532.8), das eine Weiterentwicklung des Flettner-Rotors beinhaltet. Er nennt seine Erfindung ‚Digital-Segel mit aktiver dynamischer Oberfläche’.

Flettner-Boot

Unbekanntes
Flettner-Boot

Wegen der zuvor von der OPEC drastisch erhöhten Rohölpreise soll 1987 in einem vom Bundesministerium für Forschung und Technologie geförderten Projekt bei der Blohm+Voss AG in Hamburg ein 4500 tdw Chemikalientanker mit 2 Flettner-Rotoren ausgerüstet werden. Nach umfangreichen Windkanalversuchen werden folgende Leistungsmerkmale festgelegt:


Das Projekt wird allerdings nicht realisiert, weil die Kosten für Rohöl bzw. Schiffsbrennstoffe bereits 1986 wieder auf den Stand von 1973 zurückfallen.

Die Informationen und Berechnungsgrundlagen dieses Projektes stammen von Herrn Claus Wagner.

Zu dieser Zeit beschäftigen sich auch verschiedene Privatpersonen mit dem Flettner-Prinzip. Mal mit nur einem Zylinder, wie bei dem abgebildeten (unbekannten) Kleinboot, das zumindest auf diesem Foto recht mutig wirkt – und mal mit zwei Zylindern von jeweils 2,5 m Höhe, wie bei dem 7 m langen Kutter ,Übergang II’, den Rainer Höhndorf aus Schwerin 2003 baut, der uns weiter unten nochmals begegnen wird.

Windkanaltest eines Flettner-Schiff-Modells

Windkanaltest eines
Flettner-Schiff-Modells

Das Projekt wird gemeinsam mit dem Schulprojekt ‚Fit for Life’ verwirklicht, die beiden Motoren der Rotoren verbrauchen jeweils 150 W, während die Fahrleistung des Schiffes bei Wind mit umgerechnet 3 kW angegeben wird.

Der Physiker Lutz Fiesser von der Universität Flensburg experimentiert seit 15 Jahren mit dem Flettner-Rotor. 2004 und 2005 werden Forschungsmittel bereit gestellt, damit im Institut für Physik und Chemie und ihre Didaktik ein regenerativ angetriebenes Wasserfahrzeug entwickelt werden kann. Fiesser hatte um 1990 bereits das Modell eines Solar-Katamarans namens ,SolKat’ entwickelt.

Mitte August 2006 nimmt das Testboot – es ist 6,10 m lang und 4,50 m breit – in der Flensburger Förde erstmals Fahrt auf. Die ,Uni-Kat’ besitzt wie die in der Südsee als Proa bekannten Boote einen zweiten, kleineren Rumpf, der mit dem Hauptteil des Boots über Stangen verbunden ist und ein problemloses Wenden ermöglicht.

Die Proa selbst ist unter dem ursprünglichen Namen Mbuli von John Harris konstruiert worden, die Modifikation und der Umbau erfolgen durch die Firma R&R Bootsbau. Die weitere Entwicklung wird durch die Innovationsstiftung Schleswig-Holstein gefördert. Für das Foto des ,Uni-Kat’ sowie für das aktuellste Foto des ‚E-Ship’ (s.u.) danke ich Herrn Reinhold Kellermann, auf dessen Homepage weitere interessante Informationen zu finden sind.

Ebenfalls im Sommer 2006 wird bekannt, daß der Auricher Windrad-Hersteller Enercon bei der Kieler Lindenau-Werft ein Frachtschiff mit 29.000 BRT bestellt hat, das mit vier Flettner-Rotoren ausgerüstet und im September 2008 ausgeliefert werden soll.

Enercon E-Ship 1 Grafik

Enercon E-Ship (Grafik)

Das für den Transport von Windkraftanlagen konzipierte ‚E-Ship’ wird 130 m lang und 22,5 m breit sein. Es besitzt einen dieselelektrischen Hauptantrieb und dazu vier von Enercon entwickelte stählerne Flettner-Rotoren von jeweils 25 m Höhe und 4 m Durchmesser. Bei Windstärke 7 kann der dieselelektrische Hauptantrieb (2 x 3.500 kW) komplett ausgeschaltet werden, denn dann reicht bereits die Kraft der Rotoren, um die Höchstgeschwindigkeit von 17,5 kn zu erreichen.

Das Schiff soll 30 bis 40 % weniger Kraftstoff verbrauchen, was beträchtlich ist, denn ein derartiger Frachter verbraucht an 320 Tagen im Jahr auf See Dieselöl für rund drei Millionen Euro. Man rechnet daher damit, dass sich der neue Antrieb in weniger als fünf Jahren amortisiert haben wird. Außerdem fahren Schiffe in der Regel mit schwefelhaltigem Schweröl. Dabei erzeugen sie mehr als 7 % des weltweiten Schwefeldioxid sowie 13 % des Stickoxidausstoßes.

Eigentlich ist bereits für Ende 2007 eine Pressemeldung mitsamt Fotos geplant (ich hatte die hier ursprünglich veröffentlichte Grafik auf Wunsch der Enercon-Geschäftsleitung gelöscht), doch die Kiellegung erfolgt ohne große Öffentlichkeit. Der erfolgreiche Stapellauf findet dann tatsächlich am 2. August 2008 statt, und bis Ende des Jahres soll die Endausrüstung und anschließende Inbtriebnahme erfolgen. Anfang 2009 bekomme ein erstes Foto des Schiffes - allerdings noch ohne Rotoren.

Enercon E-Ship im Bau

Enercon E-Ship (im Bau)

Anfang 2010 schießt Herr Onno K. Gent das erste Foto des ‚E-Ship’, auf dem die Flettner-Rotoren bereits zu sehen sind (s.d.). Nun sollte es nicht mehr allzu lange dauern, bis Enercon offizielle Pressefotos veröffentlicht. Und nicht nur ich bin sehr gespannt auf die tatsächlichen Fahrtergebnisse, sobald das Schiff im Einsatz ist.

Im Januar 2010 sind die Stahlbauarbeiten am ‚E-Ship 1’ weitestgehend abgeschlossen und das Schiff wird in ein Dock der Emder Nordseewerke (Thyssen Krupp Marine Systems TKMS) überführt, wo es seinen Endanstrich erhält und letzte Arbeiten am Unterwasserschiff ausgeführt werden.

Nach Fertigstellung dieser Arbeiten Ende Februar werden zunächst die Inbetriebnahmen der technischen Anlagen bei der Cassens Werft fortgeführt, anschließend wird das Schiff zur ersten von mehreren Erprobungsfahrten aufbrechen. Seinen Dienst als Frachtschiff wird das ‚E-Ship 1’ voraussichtlich im Sommer 2010 aufnehmen. Tatsächlich erfolgt im Juli eine Pressemeldung, derzufolge das Schiff bereits zwei Probefahrten unternommen hat. Die ersten beiden Fahrten mit Ladung erfolgen im August, wobei Windenergieanlagen nach Dublin verschifft werden. Die Fahrten verlaufen zumeist mit 13 bis 16 Knoten.

Es ist inzwischen jedoch fraglich, ob die überzeugenden Erfolge der SkySail-Technologie nicht gleichzeitig auch das Ende der relativ komplizierten und technisch aufwendigen Flettner-Rotoren bedeutet...

Über den Flettner-Rotor als physikalisches Prinzip berichte ich kurz im Teil D dieser Arbeit (Kapitel 9 unten). Ein Interview mit Rainer Höhndorf vom Sommer 2006 beschäftigt sich ebenfalls ausführlich mit dieser Technologie (pdf-Dokument).

Mehmetoğlu Prototyp 4

Mehmetoğlu Prototyp IV

Dem Namen zufolge eindeutig als aus der Türkei, ansonsten jedoch ohne nähere Informationen über Erfinder und Zeitpunkt, stammen die Rotoren der Firma Mehmetoğlu Energy. Auf verschiedenen YouTube-Clips von 2007 sind unterschiedliche Konfigurationen einer kleinen Windkraftanlage zu sehen, bei denen zylindrische Rotorblätter zum Einsatz kommen, die im Grunde als sich um zwei Achsen drehende Fletter-Rotoren bezeichnet werden können.

Während der Prototyp 1 (,NSM 21’) mit zwei konventionellen und zwei Flettner-Blättern ausgestattet ist, sieht man auf den Standfotos deutlich, daß der Prototyp 2 mit drei Zylindern bestückt ist, die innerhalb von rotorblattähnlichen Anströmflächen installiert sind.

Mehmetoğlu Prototyp 3

Mehmetoğlu Prototyp III

Der Prototyp 3 hat drei Zylinder, die einen größeren Durchmesser als seine Vorgänger aufweisen und eher an Tonnen erinnern. Hier hat man durch die daneben stehende Person auch einen Eindruck von der tatsächlichen Größe dieses Prototyps.

Das vierte Modell besitzt statt Zylindern drei kegelförmige Rotoren. Technische Details gibt es nicht zu erfahren. Den Angaben zu den Clips ist nur zu entnehmen, daß die Flettner-Rotorblätter einen um 30 % höheren Ertrag versprechen als die sonst üblichen Systeme. Es sollen bereits größere Versuchsanlagen im Bau sein, außerdem wird eine weltweite Patentierung angestrebt.

Über weitere Hinweise oder technische Informationen würde ich mich freuen - die schlechte Bildqualität rührt daher, daß es sich bei diesen Aufnahmen um Standfotos aus den Video-Clips handelt.

Eine ähnliche Anlage mit runden, allerdings wesentlich längeren und schlankeren Rotoren stelle ich unter dem Namen ,Spiral Magnus’ in der Länderübersicht Japan vor (s.d.).

Eine sehr interessante Optimierungsform des Fletter-Rotors scheint allerdings fast völlig in Vergessenheit geraten zu sein, denn der schottische Ingenieur Alexander Thom berichtet schon 1934 in dem Aeronautical Research Committee Report and Memoranda No. 1623 der Cranfield University, daß viele große Scheiben an einem Flettner-Rotor dessen Leistung beträchtlich anheben.

Aus einem maximalen Auftriebsbeiwert des Flettner-Rotors von ca. 12 wird mit Thom-Scheiben ein Auftriebsbeiwert von 20 bis 28 errechnet - bei einem Sechstel des Widerstands. Dies entspricht einer Verzehnfachung der Gesamtleistung.

Thom-Rotorschiff Grafik

Thom-Rotorschiff (Grafik)

Aufgenommen wurde diese Idee erst wieder in einem im März 2007 veröffentlichten Bericht von Stephen Salter und Graham Sortino der Universität Edinburgh, in welchem ein Konzept untersucht wird, bei dem u.a. auch seebasierte Anlagen die Wolkenalbedo steigern sollen – d.h. mehr Sonnenlicht zurückwerfen, um die Globaltemperatur zu senken. Die Idee bildet ein Geoengineering-Projekt, das auf fernsteuerbaren Roboterschiffen basiert, die die Meere durchkreuzen und dabei Wasserdampf in die Luft sprühen. Die winzigen salzhaltigen Tröpfchen steigen auf, werden zum großen Teil von en existierenden Wolken aufgenommen und vergrößern so die weiße Wolkenfläche, welche die Sonnenstrahlen reflektiert.

Die hierfür konzipierten Trimarane mit einer Wasserverdrängung von 300 t (zum Einzelpreis von 1 – 2 Mio. €) sollen mit mehreren 20 m hohen Thom/Flettner-Rotoren von 2,4 m Durchmesser ausgestattet werden. Der erzeugte Schub bewegt die 45 m langen Schiffe, deren Bewegung wiederum unter der Meeresoberfläche montierte Turbinen antreibt.

Der produzierte Strom pumpt das Wasser aus dem Meer und filtert winzige Wassertröpfchen heraus, die nicht größer als ein Mikron sein dürfen, um diese dann in die Luft zu sprühen. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen müssen pro Sekunde 30 kg aufwendig gefilterten Meerwassers als feine Tröpfchen in die Luft gepustet werden.

In Deutschland kommt die Sache erst im September 2008 in die Presse, nachdem in den USA ein zweiter Artikel gemeinsam mit John Latham vom National Center for Atmospheric Research in Boulder erscheint. Mit ausreichender Finanzierung könnten die ersten funktionsfähigen Prototypen innerhalb von 5 Jahren gebaut werden, die Weiterentwicklung bis zur Serienreife würde etwa 20 Mio. € kosten.

Um die Temperatur konstant zu halten, wenn die CO2-Werte in der Atmosphäre nicht reduziert werden, wären dann bis zu 2.000 solcher Schiffe notwendig, rechnen die Wissenschaftler, während die Kosten des laufenden Betriebs mit weniger als 100 Mio. € im Jahr kalkuliert werden.

Der Klimatologe Alan Gadian ist laut Presse im September 2009 dabei, die notwendigen Fördergelder zu beschaffen um einen funktionierenden Prototypen der Klima-Schiffe zu bauen.

Das selbstgebaute Modell des Flettnerschiffs Barbara

Das selbstgebaute Modell
des Flettnerschiffs Barbara

Eine Wiedergeburt - in umgesetzter Form - hat die Universität von Edinburgh mit der ,Cloudia’ geschafft. Der Trimaran zur Erprobung des Flettner/Thomantriebs ist mit je einem 5 m und einem 6 m hohen Flettner/Thom-Rotor bestückt.

Während der Weihnachtsfeiertage 2009 habe ich mir eine kleine Auszeit genommen und ein Modell des Flettnerschiffes Barbara gebaut, das hier ebenfalls abgebildet werden soll. Die nicht gerade unkompliziert aufgebauten Bastelbögen aus dünnem Karton waren zwar nicht einfach zu bewältigen, dennoch hat es mir großen Spaß gemacht, das Modellschiff zu bauen.

Zwischen Februar und August 2010 gibt es eine Sonderausstellung in der Schifffahrtsausstellung des Deutschen Technikmuseums in München: „Der Flettner-Rotor – eine gescheiterte Innovation?“.

Eine Weiterentwicklung von 2010 sind WL-PowerCane Rotoren, die auf eine Idee von Wolfgang Watermann Ende 2007 zurückgehen und bereits 2008 als Modell im Windkanal getestet werden. Nun wartet die in Haan/Rheinland beheimatet Firma auf das nötige Investitionskapital. Ich werde die Entwicklung im Auge bahalten...


Der Savonius-Rotor


Diese Erfindung aus dem Jahr 1924 geht auf den finnischen Schiffsoffizier S. J. Savonius zurück.

Savonius-Rotor Strömungsverlauf

Savonius-Rotor und
Strömungsverlauf

Der Savonius-Rotor hat eine vertikal angeordnete Achse, er besitzt allerdings keine Rotorblätter, sondern nur zwei (oder mehr) gegeneinander versetzte Zylinderhälften, die zusammen mit der Achse verschweißt sind. Ein solcher Rotor ist leicht herzustellen, z.B. aus alten Ölfässern o.ä.

Savonius-Rotoren arbeiten schon bei Windstärken von 2 bis 3; sie sind mit kleinen Durchmessern vermehrt in den 1930er Jahren hergestellt worden, mit einer Leistung von 6.000 kWh im Jahr.

Im National Museum of American History, dem berühmten Smithsonian, wird ein Savonius-Rotor ausgestellt, der ein als Ventilator konzipiertes Schaufelrad antreibt und aus dem Jahre 1931 stammt.

Im Gegensatz zu allen anderen windnutzenden Systemen wirkt die Abluft aus der ersten halbkreisförmigen Schale in der zweiten wieder antreibend, sofern die Schalen nach innen hin offen zueinander sind, wodurch sich relativ gute Wirkungsgrade erreichen lassen – trotz der augenscheinlichen ‚Primitivität’ des Systems.

Pressemeldung 1931

Pressemeldung (1931)

Sehr interessant ist eine Pressemeldung aus dem US-Magazin Modern Mechanix vom Juli 1931. Dort wird ein Savonius-Rotor, bei dem es sich um den ersten in den USA handeln soll, nämlich (noch) als Flettner S-Rotor bezeichnet. Bei dem Wasser-Pumpsystem für einen Ententeich handelt es sich um die Entwicklung des Luftfahrtingenieurs Charles L. Lawrence.

Im Laufe der Jahre werden besonders in der 3. Welt viele ähnliche kleine Rotoren aufgestellt, da sie sehr leicht herstellbar sind. Wissenschaftliche Optimierungsbemühungen gibt es aber kaum, und erst Jahrzehnte später werden einige neue bzw. modifizierte Systeme vorgeschlagen.

Eine leicht abgewandelte Art des Savonius-Rotors wird in der 1970ern in Berlin durch die Firma ROTOSOL entwickelt (ROTAG 10-6) und vom Berliner Senat finanziert. Konstruiert wird die Anlage von Alfred Goedecke. Die Erprobung beginnt 1981 auf dem Gelände des Flughafens Tempelhof. Die Anlage ist 4 m hoch und hat einen Durchmesser von 6 m. Bei einer Windstärke 7 bis 8 (etwa 17,5 m/s) beträgt die Nennleistung 10 kW. Das neue an diesem Modell ist die optimierte Systemdurchströmung. Ab 1984 ist das Gerät auch im Handel erhältlich.

MAT System Prototypen

MAT Prototypen

Aus dem Jahr 1999 stammt das Modell eines Einfachst-Savonius aus Bambusstäben und Hanf-Leinwand. Er wird von Jeff Casper in New York entwickelt und gebaut (erscheint aber erst Mitte 2007 als YouTube-Clip im Netz).

Die in Worcester, Massachusetts, beheimatete Mass Megawatts Wind Power, Inc. plant den Bau großer Windkraftanlagen mit dem selbst entwickelten MultiAxis Turbosystem (MAT), das aus einer Vielzahl kleiner, eher flacher Savonius-Rotoren besteht.

Ende 2001 baut das Unternehmen einen eigenen Windkanal, um die Optimierung durchzuführen – während in Charlton die erste Versuchsanlage errichtet wird. 2004 wird in Blandford ein Prototyp aufgestellt, und 2006 spricht man bereits hoffnungsvoll von einem ersten 1.000 MW Projekt, obwohl es bislang nur diesen einen Prototyp gibt, und für die weiteren Projekte auch noch keinerlei Finanzierung bereitsteht.

Ende 2009 wird über weitere Tests in Hunter, New York, berichtet. Im Erfolgsfall könnte die Technologie bald in Skigebieten der Pocono Mountains in Pennsylvania zum Einsatz kommen. Der sich in Bodennähe befindliche Generators reduziert die Vibrationen und verringert die Wartungskosten. Die Anlage kann mit standardisierten Bauteilen vom Regal errichtet werden und erfordert auch weniger Material als die üblichen Windrotoren. Das Unternehmen behauptet außerdem, daß die Turbinen praktisch geräuschlos sind.

Bei der Testanlage in Hunter wird auch ein neuer, zum Patent angemeldeter Windverstärker integriert, der eine 50 %-ige Zunahme der Windgeschwindigkeit verursacht, sowie ein weitere Innovation, welche die Leistung aus der Blätter verdoppeln soll.

Die britische Carbon Concepts Ltd. aus Derbyshire entwickelt gemeinsam mit der New & Renewable Energy Research Group (NaREG) der Universität Durham, der Emat Ltd. und den Firman Gateshead, Tyne & Wear sowie Northumbria Plastics 2004/2005 den Prototypen eines 1 kW low cost Savonius samt neuem 2 kW Scheibengenerator für den Hausgebrauch.

Insgesamt sollen im Laufe von 6 Jahren 2.800 MAT-Einheiten aufgestellt werden. Ich rechne allerdings eher damit, daß dieses Unternehmen zu jenen vielen gehören wird, von denen man später leider nichts mehr hört...

Grafik des Ettridge-Rotors

Ettridge-Rotor

Um das Problem zu lösen, daß die Schaufeln des Savonius-Rotors nur während einem Drittel des Umlaufs (120°) vor dem Wind liegen, hat John Patrick Ettridge aus dem südaustralischen Dover Gardens 2006 ein teilweise abgeschirmtes System mitsamt einer darauf gesetzten Wind-Zuleitung entwickelt, durch welche die Blätter auch während der restlichen zwei Drittel des Umlaufs (240°) einen Windschub von schräg oben bekommen.

Im August 2008 kann Ettridge die Patentgebühren in mehreren Ländern für seine Erfindung nicht mehr zahlen, er hält nur noch die Rechte in den USA, England, Deutschland, Japan, Indien und Australien. Vermutlich hat er sich etwas verzettelt, der er neben seinem Rotor gleichzeitig auch noch einen Gemini Electric Motor und einen Gemini Electric Generator erfunden hat...

2010 sucht er noch immer nach einem Produzenten für seine Anlagen, von denen es bislang nur einen Prototypen gibt (vermutlich seit 2008), der im Vergleich zu dem scheibenförmigen Konzept eher wie eine zur Hälfte abgedeckte Tonne aussieht.

Das US-Unternehmen Helix Wind Corp., in dessen Aufsichtsrat u.a. auch Paul Bradley sitzt, besitzt 2006 bereits Herstellungsanlagen in San Diego und in Las Vegas. Der ‚Helix Wind Savonius 2.0’ soll Eigenheime leise und effizient mit Strom versorgen. Im Gegensatz zu den konventionellen Modellen haben die Rotoren von Helix Wind ein gewelltes Schaufelprofil, das als besonders leistungsstark gilt – außerdem sind sie spiralförmig aufgebaut, sodaß auch bei Turbulenzen der Wind bei jedem Winkel während der Rotation eine Angriffsfläche findet.

Am New Earth Development project im kalifornischen Barrio Logan wird 2007 die erste 2 kW Anlage installiert. Der Rotor mißt 180 x 120 cm und soll sich nur um 5 Dezibel von den allgemeinen Umgebungsgeräuschen abheben. Als Preis des ‚Helix Savonious 2.0’ werden 6.500 US-$ angegeben (ohne Turm und Installation), eine spätere 5 kW Version soll 16.500 US-$ kosten.

Im Februar 2009 wird Helix Wind zu 100 % von der US-Firma Clearview Acquisitions Inc. übernommen, und in einer Finanzierungsrunde sollen nun 3,5 Mio. $ für die Weiterarbeit eingeworben werden. Im darauffolgenden Juni wird eine strategische Partnerschaft mit der Firma Synergy California LP eingegangen, um ein Forschungs-Hochhaus der Oklahoma Medical Research Foundation mit 25 Stück der kleinen, DNA-förmigen ,Helix Wind S594’ Modelle zu bestücken.

Gemeinsam mit der Atoll Financial Group bietet das Unternehmen ab August 2009 ein Finanzierungskonzept an, das auch die 30 %-ige staatliche Steuergutschrift für die Herstellung sauberer Energie berücksichtigt, die in den USA gewährt wird.

Die aus Aluminium und Edelstahl hergestellten Helix Windkraftanlagen kosten zu diesem Zeitpunkt in etwa dasselbe wie Solaranlagen vergleichbarer Leistung: Die 3 m hohe 2,5 kW Turbine schlägt einschließlich einem 3 m Turm, Wechselrichter, Schaltkasten und Installations-Komponenten mit etwa 15.000 $ zu Buche – vor der 30 %-igen Steuergutschrift –, während eine netzgekoppelte 5 kW Anlage von 6 m Höhe komplett installiert zwischen 20.000 $ und 25.000 $ kostet.

Im Oktober 2009 liefert Helix Wind seine Windkraftanlagen auch an das nigerianische Telekommunikationsunternehmen Eltek Network Solutions Group, das die Rotoren in zwei Testgebieten in Nigeria einsetzen wird. Zum Jahresende beginnen dann auch in den USA Versuche zur Stromversorgung von Handy-Sendetürmen mittels der spiraligen Savonius-Anlagen.

Bluenergy Rotor

Bluenergy Rotor

Die 2002 gegründete Bluenergy Solarwind Inc. beschäftigt sich neben der Entwicklung effektiver Solarmodule auch mit einem verdrillten Savonius-Rotor. 2006 soll der Vertrieb der Solarwind Turbine in den USA beginnen.

Im Gegensatz zu den vielen ähnlichen Systemen zeichnet sich die Entwicklung des Erfinders und Unternehmensgründers Bernd Melchior dadurch aus, daß die Rotorflächen gleichzeitig mit einer Schicht Solarzellen bestückt sind, die mit einem transparenten Fluorpolymer-Film laminiert werden, der die Sonnenstrahlen aus unterschiedlichen Winkeln einfängt. Ein ausgesprochen synergistischer Ansatz, dem ich viel Erfolg wünsche!

Die Doppel-Helix von Melchior, auch Inhaber der deutschen Bluenergy AG im Wermelskirchen, soll bei Windgeschwindigkeiten zwischen 6,5 km/h und 145 km/h Strom produzieren können. Das Unternehmen plant den Bau einer Herstellungslinie in Santa Fe, New Mexico, wo ab dem Sommer 2007 drei Modellgrößen produziert werden sollen: 2 kW, 5 kW und 8 kW. Die 5 kW Anlage ist 5,5 m hoch, hat einen Durchmesser von 1,8 m und soll 35.000 $ kosten.

Ende Mai 2006 will das US-Unternehmen TMA (Terra Moya Aqua) aus Cheyenne, Wyoming, den ersten ihrer weiterentwickelten Savonius-Rotoren mit einer Nennleistung von 25 kW in Betrieb nehmen. Die Windkraftwerke haben eine große Ähnlichkeit mit den seit über 2.000 Jahren bekannten persischen Windmühlen, denn bei den TMA-Anlagen befinden sich zwei halbzylindrische Rotorblätter im Inneren, die von drei festen und sternförmig angeordneten Blechen umstellt sind.

Während der Forschungs- und Entwicklungsphase seit 1996 wurden über 300 Versuche in Windkanälen durchgeführt. Für Vor-Ort-Tests sind neun Turbinen gebaut worden, die ein sehr gutes Anlaufverhalten zeigen. Und während die üblichen Senkrechtachser einen Wirkungsgrad von 23 % aufweisen, will TMA diesen Wirkungsgrad mit ihrem verbesserten Design auf 40 % - 45 % steigern.

2007 wird die Versuchsanlage knapp zweieinhalb Monate an das öffentliche Netz angeschlossen. Das TMA-Design ist von 1 kW bis 1 MW skalierbar, doch das Unternehmen beabsichtigt, vorerst keine Anlagen größer als 500 kW zu bauen. Ende 2008 ist man mit der Optimierung der Steuerungssoftware beschäftigt.

RHS System

RHS System

Ganze Savonius-Türme werden erstmals 2006 in Moskau vorgestellt. Der russische WIE-Windrotor des Moskauer Unternehmens Enecsis Wind Energy besteht aus standardisierten Modulen, die in großer Zahl übereinender gestapelt werden können.

Auch das deutsche Unternehmen Energy-Age-Wind arbeitet mit vertikaler Windtechnologie. Ende 2006 soll der Öffentlichkeit ein geräuscharmen Prototyp mit 150 kW präsentiert werden. Die Anlage dieses Unternehmens beinhaltet einen Widerstandsläufer mit enormen Auftrieb. Die  Windbeschleunigung soll das 2,5fache betragen.

Im Oktober 2006 gibt die Hybridyne Power Systems Canada Inc. in Newmarket, Ontario, bekannt, daß man ab sofort Exklusivvermarkter des neuen Produkts von Panasonic sei, dem Kazekamome Remote Hybrid System (RHS), bei dem es sich um eine stand-alone Technologie handelt, bei der ein verdrillter Savonius-Rotor mit einem Solarpaneel verbunden eine ästhetisch ansprechende Kleinstromversorgung bildet. Ein Preis wird nicht bekannt gegeben – bekannt ist nur, daß diese Technologie die jährlichen Stromkosten der Straßenbeleuchtung von derzeit rund 125 $ pro Lichtpunkt einsparen kann.

Die Berliner Designer WINDFORMER suchen nach neuen Wegen, intelligente Technik und zukunftorientiertes Design zusammenzubringen.

Futura Designlampe Grafik

Futura (Grafik)

Man kann nur hoffen, daß diese innovativen Ideen recht bald umgesetzt werden - mit den immensen Einsparungen, die dadurch bei der Straßenbeleuchtung möglich sind!

Unter der Vielzahl überzeugender Vorschläge sei hier die insbesondere für öffentliche Plätze entworfene Wind/Sonnenenergie Leuchte ‚Sol’ vorgestellt, unter deren Leuchtkranz sich ein Savonius-Rotor mit gebogenen Blättern aus transparentem Polycarbonat befindet, der mit einem Generator gekoppelt ist. Auf der Oberseite der Leuchte befindet sich außerdem auch noch ein Solarpanel, das tagsüber zusätzliche elektrische Energie für den Nachtbetrieb erzeugt.

Noch futuristischer wirkt die Leuchte ‚Futura’, die speziell für die Küste entworfen wurde. Durch ihre Form trotzt sie den Naturgewalten und nutzt diese gleichzeitig optimal aus.

Auch hier wird Energie durch einen Savonius-Rotor aus transparentem Polycarbonat sowie mittels einem Solarpaneel erzeugt.

Absolut genial finde ich den Transportbehälter für Reisen und Expeditionen ‚Back-Pack’, der ebenfalls von den Berliner Designern entworfen wurde. Wenn die Expedition über Nacht lagert, muß er nur entleert und aufgestellt werden - alle notwendigen Teile sind innen verstaut - um zum Produzieren von Strom eingesetzt zu werden.

Stangenförmiger Savonius-Rotor

Windspire

Der Umbau der Tonne zu einem Savonius-Rotor erfordert nur wenige Handgriffe - und zum Transport werden alle Teile, neben anderen Ausrüstungsgegenständen, einfach wieder in der Tonne verstaut!

Doch es gibt immer wieder neue Abwandlungen des alten Savonius-Prinzips. Die 2005 in Reno, Nevada, gegründete Firma Mariah Power bezieht sich in ihrer Namensgebung auf den Hit ‚They Wind They Call Mariah’ aus dem Clint Eastwood Film ‚Paint Your Wagon’:

Away out here they got a name
For rain and wind and fire
The rain is Tess, the fire Joe
And they call the wind Mariah


Im September 2006 wird erstmals über die hier entwickelte Windspire-Anlage berichtet, die sich durch einen extrem dünnen und hohen Rotor auszeichnet: Die gut 9 m hohe 2 kW Anlage ist nur 60 cm breit - sie kostet allerdings 4.000 $. Von Windspire gibt es auch (noch dünnere) Darrieus-Rotoren (s.u.). Mitte 2009 kosten die Anlagen zwischen 6.000 $ und 12.000 $.

Eine weitere Variante des Savonis-Rotors stammt von Adam Fuller aus Racine, Wisconsin. Sein patentiertes Demonstrationsmodell hat eine Höhe von 11 m, läuft sehr leise und soll ebenfalls eine hohe Effizienz erreichen. Bislang fehlt dem Modell allerdings ein Generator, mit dem auch Zahlenwerte ermittelt werden können.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Modellen besitzt die Anlage von Fuller mehrere kleine und flache Schaufeln – weitere Innovationen sind allerdings nicht erkennbar. Fullers Arbeit wird im Laufe des Jahres 2007 über verschiedene Blogs bekannt.

Mitte 2007 stellt das US-Magazin Popular Science die Lenz Turbine vor, ein Selbstbau-Rotor, dessen tragflächenartige Blätter gleichzeitig die Charakteristiken eines Savonius-Rotors aufweisen.

Lenz-Rotor

Lenz-Rotor

Erfinder Ed Lenz aus Michigan testet seinen sehr leise arbeitenden ‚Lenz2’ drei Jahre lang, dann stellt er die Entwicklung auf seiner Seite vor – samt genauen Zeichnungen zum Nachbau eines 120 cm hohen Modells mit 90 cm Durchmesser, das bei 20 km/h Windgeschwindigkeit immerhin gut 50 W leistet. Die Materialkosten dafür betragen rund 300 $, als Herstellungszeit werden drei Tage angegeben.

Im Juni 2007 berichten Blogs über den Erfinder Phi Tran, der eine Turbine entwickelt hat, die sowohl in der Luft als auch im Wasser eingesetzt werden kann. Die patentierte Neo-Aerodynamic Turbine ist ein Senkrechtachser mit vier segmentierten Klappflügeln, die ein aerodynamisches Profil aufweisen. Ein Rotor mit ausreichend Leistung für den Verbrauch einer Kalifornischen Familie soll zwischen 20.000 $ und 15.000 $ kosten. Über konkrete Umsetzungen, außer als Versuchsanlagen, konnte ich bislang nichts finden, die Seite der Neo-Aerodynamic Ltd. Co. wurde nach 2007 auch nicht mehr aktualisiert.

Ein weiterer verkapselter Savonius wird im Oktober 2007 von der Firma energy-age wind Ltd. & Co. KG aus Münster vorgestellt. Das Unternehmen bietet seinen strömungsoptimierten ,Eightwind’ Vertikalrotor mit aerodynamischer Hülle in drei Baugrößen an: 100 W, 1 kW und 5 kW. Die Präsentation auf der Firmen-Webpage ist sehr ausführlich und gut bebildert.

Die Anlagen basieren auf einem 1999 von Gunter Krauß aus Steinberg patentierten Prinzip und sind mit drei Rotorblättern ausgestattet. Der niedrige Wirkungsgrad frei laufender Vertikalrotoren wird durch die aerodynamisch, nach dem Prinzip einer Venturiturbine ausgebildeten Hüllflächen um ein mehrfaches erhöht. Außerdem ist die geradlinige Trichterwandung als Tragflächenprofil ausgebildet, wodurch eine Weiterentwicklung der Mantelturbine entsteht.

Ende 2009 bietet das Unternehmen die folgende Produktpalette an: EW 80 / 1 kW für 9.950 €, EW 100 / 2,5 kW für 11.350 € und EW 160 / 5 kW für 25.000 € (reine Anlagenkosten).

Ebenfalls 2007 erscheinen erstmals Aufnahmen eines weiteren teilabgedeckten Savonius, dessen fischförmige Außenhülle gleichzeitig die Windfahne unterstützt, die den Rotor optimal ausrichtet. Im Innern des bislang nur als Design präsentierten Modells sind übereinander versetzt zwei Lagen mit jeweils zwei Savonius-Schaufeln angebracht, und aufgrund der windabwärts gelegenen Austrittsöffnung sieht das Design wie eine Trillerpfeife von Colani aus. Von wem der Entwurf wirklich stammt, konnte ich bislang allerdings noch nicht herausfinden.

Eightwind-Rotor

Eightwind-Rotor

Im September 2008 wird in Adorf, Sachsen, zur Leistungsvermessung und zu Testzwecken ein Vorserienmodell auf einen 10 m Mast installiert, und eine erste eightwind-WEA vom Modell ,EW 100/2,5’ aus der Serienproduktion wird in Heek, im Münsterland, aufgestellt. Schon einen Monat später folgt die erste 2,5 kW Serienanlage, die in Dänemark installiert wird. Weitere Anlagen gleicher Baugröße folgen bei Halle, in Gadebusch und in Bayern, z.T. auch als Dachinstallationen.

Bereits Anfang 2008 werden in der Umgebung des Panasonic Center in Tokio neue Straßenlampen der Firma Hyperexperience aufgestellt. Die ‚Seagulls’ (= Möven) sind energetisch vollständig autonom, da sie ihren nächtlichen Energiebedarf zu 100 % durch Solar- und Windenergie decken. Es handelt sich um das gleiche Modell von Panasonic, das bereits seit Oktober 2006 in Kanada vermarktet wird (s.o.).

Das Unternehmen vermarktet auch eine modifizierte Sonderversion, die mit einer Sicherheitskamera ausgestattet ist, die Schulkinder auf dem Weg nach Hause beobachten soll. Unter dem Namen ,Neighborhood Security Sensor Network System’ verfolgen die Kameras jene Schulkinder, die mit RFID-Chips ausgestattet sind, und fotografieren sie, während sie unter den mit Kameras ausgerüsteten Lampen vorbeigehen. Eltern können die Fotos online von Zuhause aus abrufen... also der Überwachungshorror pur.

EWB Einfachrotor

EWB Einfachrotor

Wesentlich sinnvoller ist da schon die Initiative, die im Mai 2008 von den Engineers Without Borders (EWB) in Guatemala gestartet wird, um den dortigen Verbrauch des gefährlichen Kerosins für Beleuchtungszwecke zu reduzieren.

Der Savonius-Rotor ist rund 90 cm hoch, hat einen Durchmesser von 60 cm und produziert zwischen 10 W und 15 W – was völlig ausreicht um kleinere Verbraucher wie auch eine LED-Raumbeleuchtung zu versorgen. Das verantwortliche Appropriate Technology Design Team der EWB konzentriert sich auf anwenderorientierte und leicht nachbaubare Technologien. Man hofft, den Gestehungspreis pro Rotor auf unter 100 $ senken zu können. Die ersten Modelle sollen bereits im Sommer in abgelegenen Dörfern zum Einsatz kommen, hergestellt werden sie von der Firma XelaTeco in Quetzaltenango, Guatemala.

Im Juni 2008 gibt das erst zwei Jahre zuvor gegründete israelische Unternehmen Leviathan Energy aus Beit Shemesh bekannt, daß man den „weltweit effizientesten“ Windrotor entwickelt habe, wie die Ergebnisse des im Rotem Industrial Park in der Negev-Wüste errichteten Versuchsmodells zeigen. Der ,Wind Lotus’ startet bereits bei der geringen Windgeschwindigkeit von 2 m/s, soll vor einer Vermarktung in wenigen Monaten aber trotzdem noch weiter optimiert werden (s.u. Israel).

Die US-Firma Wind Energy Corporation aus Elizabethtown, Kentucky, installiert im Oktober 2008 den ersten Prototypen ihres neuen Savonius-Rotors für die texanische Großhandelkette H-E-B auf einem 30 m hohen Mast in Weslaco. Der aus Kohlenfaser-Materialien hergestellte Rotor leistet je nach Windgeschwindigkeit zwischen 20 kW und 50 kW. Im Laufe des Jahres 2009 sollen insgesamt 150 weitere Rotoren installiert werden.

Lamour Design Grafik

Lamour Design (Grafik)

Ebenfalls im Oktober 2008 beteiligt sich der französische Design-Student Guilhem Lamour aus Plaisir mit einer sehr innovativen Savonius-Umsetzung an dem Future Design Contest. Sein Wettbewerbsbeitrag ,ECO Street lights’ beinhaltet energetisch eine autonome Straßenlampe, bei der mehrere kleine Rotoren in dem Lampenmast selbst eingelassen sind.

Windation Energy Systems, die in Menlo Park, Kalifornien, ansässige Firma des Persisch-stämmigen Mark Sheikhrezai, bietet Ende 2008 einen kleinen Senkrechtachser an, dessen Technologie an die Bautechniken früher Jahrtausende im Orient anknüpft. Damals kühlte man Wohnräume, indem der Wind dazu genutzt wurde aus belüfteten Brunnenschächten kühle und feuchte Luft empor zu saugen (Stichwort: ‚Wind-Catcher’). Beim ,Windation’-Rotor selbst scheint es sich um einer vielblätterigen Savonius zu handeln.

Das Unternehmen bietet die Klein-WEA’s mit Leistungen von 2 kW und 5 kW an. Die Maße des größeren Modells betragen rund 2,5 m x 2,5 m bei einer Höhe von 3 m, wobei sich das System auf jedem Flachdach einfach aufstellen läßt. Alle beweglichen Teile sind geschützt, auch für Vögel besteht keinerlei Gefahr. Die 5 kW Version soll zwischen 45.000 $ und 50.000 $ kosten.

Stoffsegel-Savonius in Kroatien

Stoffsegel-Savonius

Nicht bekannt ist mir die Zeit, in der ein mit Stoffsegeln bestückter Senkrechtachser in Osijek, Kroatien, gebaut wurde. Die drei Savonius-ähnlichen Segelflächen der 12 m hohen Anlage klappen während der Drehung automatisch immer wieder in den Wind, insofern besitzt das System eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Hammurabi-Rotor (s.u.).

Eine sehr einfache Bauweise präsentiert im November 2008 das DIY-Portal istructables.com: Gerade mal 200 $ kostet ein Savonius-Rotor aus halbierten PVC-Abwasserrohren und ein paar Fahrradteilen, der bei einer Windgeschwindigkeit von 35 km/h immerhin 100 W produziert. Als sehr effektiv hat sich dabei das Erweitern des Gesamtdurchmessers in der Mitte des Rotors erwiesen, wodurch das Ganze eine bauchige Form bekommt, die den Wind besser nutzt als das reine Vertikalmodell (ganz rechts). Wie man auf dem Foto sieht, experimentiert der Erfinder Faroun dabei mit unterschiedlichen Beugungen.

Segel-Savonius von Dicke

Segel-Savonius von Dicke

Ebenso einfach scheint die Konstruktion einer Windkraftanlage von Curtis Dicke, deren ‚Blätter’ aus Stoffsäcken hergestellt sind, die in angeströmtem (oder aufgeblasenem) Zustand die Form von Savonius-Schaufeln annehmen.

Der Clip mit den Aufnahmen dieses Rotors wird im Dezember 2008 veröffentlicht, leider ohne jegliche Informationen zu Lokalität oder Leistung. Laut Dicke sieht das System allerdings besser aus, als es seine Effizienz ist.

Bereits im April 2008 stellen die Entwickler des Airmax24 Vertikalrotors ihren ersten Prototypen vor, von dem sie Produkte in zwei Ausführungen anbieten wollen: den Airmax 100 mit 500 W, sowie den Airmax 200 mit 5 kW Leistung.

Die für Hausdächer konzipierten Windkraftanlagen, die sich auch horizontal betreiben lassen, sollen völlig geräuschlos laufen. Das Unternehmen ist allerdings schon kurze Zeit darauf insolvent und meldet Konkurs an – während gleichartige Rotoren derweil weltweit von den unterschiedlichsten Anbietern hergestellt werden.

Die im Mai 2005 gegründete Tesnic Inc. in Laval, Quebec, stellt nach Simulationen und Windkanaltests im Laufe der Jahre 2007 und 2008 einen modifizierten Senkrechtachser vor, bei dem es sich um eine Umsetzung der Tesla-Turbine handeln soll – obwohl ich in der abgebildeten Form eher einen stark verwundenen Savonius-Rotor erkenne, der von einer Anström-Vorrichtung umgeben ist.

Tesnic Windrotor Grafik

Tesnic (Grafik)

Allerdings ist innere Form des Rotors, der aus mehr als 200 Scheiben mit 2 mm Spalten dazwischen besteht, tatsächlich so gestaltet, daß möglicherweise die Adhäsionswirkung der durchströmenden Luft zum tragen kommt, was auch die Ähnlichkeit mit einer Tesla-Turbine erklärt. Die Modellpalette soll WEAs von 750 W, 2 kW, 3,6 kW und 10 kW umfassen. Ein 3,6 kW Modell für den Dachaufbau soll 150 kg wiegen. Mehr über dieses System findet sich unter Kanada in der Länderübersicht.

Anfang 2009 wird der erste Savonius-Rotor der israelischen Firma Leviathan Energy vorgestellt (siehe unter Israel in der Länderübersicht).

Sehr interessant klingt das 2009 für Frankreich vorgeschlagene Konzept von Nicola Delon, Julien Choppin und Raphael Menard, bestehende Hochspannungsmasten mit innen montierten Savonius-Rotoren nachzurüsten. Im Mai wird die ,Wind-it’ betitelte Idee mit dem 2009 Next Generation prize! des Metropolis Magazine geehrt.

Die Innovatoren, zwei Architekten und ein Ingenieur, haben ausgerechnet, da die Bestückung eines Drittels alles Hochspannungsmasten in Frankreich mit ihrem System ausreichend Strom produzieren würde um zwei Atomkraftwerke abschalten zu können, d.h. rund 5 % des landesweiten Strombedarfs.

Während kleine Rotoren an einfachen Masten 1 – 10 kW leisten, sollen die L-Modelle in die schon existierenden mittleren bis großen Masten integriert werden. Die XL-Modelle in Form neuer Masten sollen von Anfang an rund konzipiert werden, was ihre effektive Nutzung auch mit ästhetischen Aspekten verbinden würde. Hier produziert jeder Mast 1 MW Strom und verfügt noch dazu über eine ‚automatische’ Netzanbindung – eine sinnvolle und nachhaltige Idee, die ihren Preis wahrlich verdient hat.

Insgesamt kann man Anfang 2009 feststellen, daß die erfolgreichsten Adaptionen und Optimerungen des Savonius-Rotors inzwischen alle eine verdrillte, spiralförmige Struktur aufweisen - wie sie uns genauso auch bei den nun folgenden Darrieus-Rotoren begegnen wird. Für mich ist dieser Sachverhalt besonders interessant, da ich der Spirale bzw. dem Wirbel einen besonders hohen Stellenwert in meiner Analyse zubillige (s. Wirbelströmung in Teil D).

Vom April 2009 datiert die Aufnahme eines Savonius-Rotors von Arturo Moises aus Santiago auf der der Dominikanischen Republik. Die sehr leise und leicht anlaufende Anlage besteht aus Fiberglas und einem Stahlrahmen, ist 1,8 m hoch und hat einen Durchmesser von 3,3 m.

Savonius-Rotoren von Moises

Savonius-Rotoren von Moises

Die spiralige Verwindung, die uns schon mehrfach begegnet ist, reduziert sich bei diesen gedrungenen Systemen auf einen relativ schmalen Ausschnitt, wobei der Erfinder mehrere Rotoren direkt auf dem Dachfirst installiert. Nähere technische Details sind mir nicht bekannt.

Im Februar 2010 präsentiert Imran Lobania von der Dundee University in Schottland einen kleinen Savonius mit drei schräg abgeschnittenen Blättern, der transportabel ist. Die ,Rose Wind Turbine’ soll sehr leise sein und ist aus Aluminium und Fiberglas hergestellt. Technische Daten gibt es bislang nicht, ob es zu einer kommerziellen Umsetzung kommt wird sich zeigen.

Nach umfangreichen Entwicklungs- und Testarbeiten errichtet 2009 das auf British Virgin Islands registrierte Unternehmen Windworks Engineering Inc. mit Büros in Genf und Düsseldorf den ersten 5 kW Prototyp seiner ,WW5000 Silent Turbine’ in Perth, Australien.

Der auf 25 Jahre Lebensdauer angelegte Savonius-Rotor mit Permanent Magnet Generator ist leicht verdrillt und sollte den ersten Designs zufolge aus ebenen, geknickten Flächen bestehen. Bei dem 600 kg schweren Prototyp mit 5,5 m Höhe und 2,6 m Durchmesser kann man gut sehen, wie daraus eine segmentierte Strukturierung aus Fiberglaselementen geworden ist, die zusammengesetzt gewölbte Flächen bilden.

Die kommerzielle Produktion soll im 4. Quartal 2010 starten, und der Verkaufspreis der Turbine soll ca. 20.000 € betragen (zzgl. MWSt. und Montage).

Windworks Prototyp

Windworks Prototyp

Der Auftritt des Aktien-Unternehmens wirkt allerdings etwas seltsam und überaus stark börsen- bzw. finanzinteressiert. Betont wird z.B. daß das Windworks Tochterunternehmen Windworks Engineering Ltd. die von dem Erfinder Joseph Bertony und den von ihm kontrollierten Unternehmen beantragten Patente erworben habe (kann man denn noch nicht erteilte Patente überhaupt verkaufen?!). Es ist auch fraglich, ob das neue VAWT-Design „die Windturbinenindustrie revolutionieren“ wird – wie man selbstsicher tönt.

Die im September 2009 erstmals vorgestellte australische Anlage im Norosten von Perth leistet sogar 7 kW und soll genutzt werden, um den optimalen Permanentmagnet-Generator für den Senkrechtachser herauszufinden. Anfang 2010 erhält das Unternehmen seine ersten zwei Aufträge. Außerdem werden Absichtserklärungen über zehn 5 kW Turbinen mit einem Unternehmen aus North Carolina, USA, sowie über 30 Stück mit einem Betreiber von Altenheimen im Südosten Englands unterzeichnet.

Schon wesentlich revolutionärer ist ein Senkrechtachser des britischen Erfinders Rupert Sweet-Escott, dessen Secret Energy Turbine (SET) einem normalen (britischen!) Schornstein nachempfunden und aufgrund ihrer Magnetlagerung vollständig lautlos sein soll. Bis 145 km/h Windgeschwindigkeit habe der Senkrechtachser auch schon schadlos überstanden. Im Inneren der Hülle bewegen sich vier schmale Savonius-Blätter.

Energieturm von Re-Gen-Energy

Energieturm
von Re-Gen-Energy

Im Mai 2009 gründet Sweet-Escott das Unternehmen Smart Power products Ltd., das seine Windkraftanlagen vertreiben soll, und Anfang 2010 werden bereits drei verschiedene Modellgrößen angeboten: eine 50 W Turbine mit 30 cm Durchmesser (742 £), eine 120 W Anlage mit 40 cm Durchmesser (938 £), sowie eine 250 W Anlage mit 50 cm Durchmesser (1.112 £). Im Preis sind jeweils der Generator und eine ‚Umhüllung nach Wahl’ mit einbegriffen.

Auch die Firma Re-Gen-Energy GmbH & Co. KG aus Haiger kommt 2009 mit einem Senkrechtachser auf den Markt. Ihr Energieturm ist eine weitere Adaption des spiralig verwundenen Savonius, wie er inzwischen von Dutzenden Firmen weltweit hergestellt und angeboten wird – allerdings um Solarpaneele ergänzt und als Werbeträger konzipiert.

Ein Energieturm vom Type ,DE 1-3,5G-5W’ hat eine Konstruktionshöhe bis zu 25 m, wobei der ca. 2,0 m durchmessende Rotor mit seiner Gesamtfläche von rund 11,2 m2 etwa 10 m hoch ist und 3,5 kW leisten soll. Sein Gewicht ohne Mast beträgt 920 Kg.

Äußerst clever und auch ästhetisch ansprechend empfinde ich das Konzept der neu gegründeten australischen Designfirma Embossed Pty. Ltd. aus Sydney, das erstmals im März 2010 in den Blogs vorgestellt wird.

Zephyr Vertical Wind Turbine

Zephyr Vertical
Wind Turbine

Der ,Zephyr’ Windgenerator besteht aus dreiblättrigen, spiralig verdrillten Segmenten, die nach Wunsch kombiniert werden können, während die Endstücke in der Form von Rohrkrümmern eine leichte Montage an Außenwänden ermöglichen.

Um keine Verwirrung zu verursachen: Auch die bereits 2002 gegründete kanadische Zephyr Alternative Power Inc. bietet eine ,Zephyr Vertical Wind Turbine’ (ZVWT) an.

Das System, das bis zu einer Leistung von 50 kW weiterentwickelt werden soll, besitzt eine Reihe von Leitblechen, die um den Kern eines konventionellen Savonius-Rotors herum angeordnet sind.

Und in Japan gibt es wiederum die Zephyr Corporation, die seit etwa 2007 den leichten Kleinwindrotor ,Zephyr Airdolphin’ anbietet (Standardrotor mit nach unten geneigter Windfahne).


Der Darrieus-Rotor


Dieses System geht auf den französischen Erfinder und Luftfahrtingenieur Georges Jean Marie Darrieus (1888 - 1979) aus Toulon zurück, der sich zu Beginn des letzten Jahrhunderts intensiv damit beschäftigte. Das französische Patent erhielt er 1927, ein US-Amerikanisches im Jahre 1931 [Turbine Having ist Rotating Shaft Transverse to the Flow of the Current, U.S. Patent No. 1.835.018 vom 08.12.1931].

Darrieus-Rotor

Darrieus-Rotor

Darrieus’ erstes Modell von 1929 erzielt 10 kW, hat zwei Flügel und eine Höhe von 20 m. Der Stromgenerator befindet sich am unteren, leicht zugänglichen Ende der Drehachse. Das Konzept gerät danach lange in Vergessenheit, erweist sich aber in den vergangenen Jahren aber zunehmend als entwicklungsträchtiger Typ.

Es gibt bei Darrieus-Rotoren zwar mehr Probleme als bei Horizontalachssystemen zu lösen – besonders bei einer Anlagengröße über 100 kW –, doch erregt dieser Typ andererseits die Gemüter der Umweltschützer weitaus weniger, als dies bei konventionellen Systemen der Fall ist.

Die meist als 2- oder 3-Blatt Anlagen ausgelegten Darrieus-Rotoren sind zwar unabhängig von der Windrichtung, dafür müssen ihre Rotorblätter auch extrem starke Belastungen aufnehmen können. Da diese gleichzeitig die Eigenschaften eines leichten, festen und wetterbeständigen Werkstoffs besitzen müssen, wurden z.B. für die kanadische Anlage Ende der 1970er Jahre (s.u.) 61 cm breite Rotorblätter aus Aluminium-Stragpreßprofilen hergestellt. Vorteilhaft ist, daß die Blätter der Darrieus-Rotoren überall den gleichen Querschnitt aufweisen und daher leicht herstellbar sind. 1997 entwickelt Egon Gelhard aus Zülpich-Dürscheven übrigens ein Computerprogramm, das die Herstellung extrem leichter Darrieus-Flügelprofile aus Aluminium erlaubt, deren Hohlräume mit Schaumstoff ausgeschäumt sind.

Insbesondere in vier Ländern werden Darrieus-Rotoren weiterentwickelt und umgesetzt: in Deutschland, England, Kanada und den USA. Dabei wird versucht, speziell den H-Darrieus-Anlagentyp bis zur kommerziellen Produktreife zu entwickeln. Dieser, auch ,Musgrove-Rotor’ genannte Windrotor wird anfänglich von Prof. Peter Musgrove an der britischen Reading University entwickelt und getestet, er ist in den USA auch unter dem Namen ‚Giromill’ bekannt.

In den Jahren 1984/1985 werden etwa 20 % aller neu gebauten Windturbinen als Darrieus-Anlagen ausgelegt. Es gibt übrigens auch einige Dreieck-Darrieus, also Anlagen mit gradlinigen Flügeln, die oben direkt an der Nabe befestigt, und unten weit ausgestellt sind. Im Folgenden sind die Entwicklungen in einigen ausgewählten Ländern dokumentiert.

In den letzten Jahren werden Darrieus-Rotoren auch zunehmend in Gebäude integriert, ich habe dazu bereits ein entsprechendes Kapitel unter dem Namen Windenergie und Architektur verfaßt (s.d.).


Deutschland


Im Juni 1980 stellt die Firma Dornier auf der deutschen Nordseeinsel Pellworm eine rund 20 m hohe kombinierte Darrieus/Savonius­Anlage auf, die 20 kW Leistung erbringt.

Seit den frühen 1980er und bis Anfang der 1990er Jahre arbeitet auch die Firma Heidelberg-Motoren mit Sitz in Starnberg an Darrieus-Rotoren mit direkt in die Rotorstruktur integrierten getriebelosen Generatoren. Das Unternehmen errichtet auf einem Testfeld am Kaiser-Wilhelm-Koog drei 2 MW Anlagen, die größten in Deutschland. Die Anlagen erzielen zwar eine recht gute Ausbeute, müssen allerdings nachts abgeschaltet werden, weil sie zu laut sind. Anderen Quellen zufolge handelt es sich um vier 1 MW Anlagen.

Ein ähnliches Modell wie auf Pellworm wird von Dornier an der argentinischen Atlantikküste in Comodora Rivadavia, in Süd-Argentinien errichtet. Die Spezifikationen des dortigen Systems lauteten: Durchmesser 12 m, Höhe 17 m, wirksame Rotorfläche 93 m2, 3-flügelig mit NACA-Profil von 320 mm Blattiefe, aus extrudiertem Aluminium, rotierender Turm mit 608 mm Durchmesser, ebenfalls aus Aluminium. Als Anlaufhilfen dienen zwei 3-schaufelige Savonius-Rotoren mit 3,75 m Durchmesser und 1,55 m Höhe.

Heidelberger H-Rotor

Heidelberger H-Rotor

Die Nennleistung bei 10,4 m/s Wind beträgt 20 kW, die Maximalleistung 27 kW, der Anlauf erfolgt bei 4 m/s, die Abschaltung bei 22 m/s Windgeschwindigkeit. Das Überleben der Anlage ist bis 65 m/s Windgeschwindigkeit gesichert. Die Nenndrehzahl beträgt 80 U/min, die Maximaldrehzahl 150 U/min.

Außerdem errichtet Dornier gemeinsam mit der Flender AG im Windpark Heroldstatt eine Anlage mit einen Durchmesser von 15 m, einer Masthöhe von 25 m und einer Leistung von rund 55 kW bei 11,5 m/s Windgeschwindigkeit.

Unter dem Namen ‚Heidelberger H-Rotor’ ist eine Sonderform des H-Darrieus bekannt, die sich durch einen großen Ringgenerator auszeichnet, welcher sich oberhalb der Trägerstruktur befindet und die Form unverwechselbar macht.

Die Entwicklung eines Vertikalachsen-Windkorverters mit geraden Rotorblättern (,Vavian-A’) wird 1979/1980 vom BMFT unterstützt. Das Gerät wird von der Firma ERNO entwickelt, wegen Bonner Sparbeschlüsse dann aber nie gebaut. Firmeneigene Folgeuntersuchungen erbringen später ein verbessertes Grundkonzept (,Vavian-B’). Dabei sind die H-förmigen Rotorblätter an der Spitze eines Turmes angebracht, wo sie bessere Ergebnisse als ‚unten’ erbringen.

Einen schönen, auch 2009 noch laufenden H-Darrieus hat Michael Schelter im Münsterland fotografiert.

1990 wird in Laichingen auf der Schwäbischen Alb eine 28 m hohe 2-blättrige Versuchsanlage der Firma Dornier installiert, die sich allerdings als äußerst problematisch erweist. Abspannseile geraten in Schwingung, für die Ölversorgung müssen neue Zuleitungen installiert werden, und die Bremsen versagen bei kräftigerem Wind. Es folgen ein Generator- und Getriebedefekt, dann versagt auch noch die elektronische Steuerung. Dornier friert daraufhin alle Aktivitäten auf diesem Sektor der Windenergie ein.

1991 wird die deutsche Antarktis-Station ,Georg-von-Neumayer’ (mittlere Windgeschwindigkeit ca. 9 m/s, Weibullparameter A= 9,8 m/s, C= 1,6) mit einem 3-Blatt H-Darrieus Rotor ausgerüstet, der auf Windgeschwindigkeiten bis zu 68 m/s und Außentemperaturen bis minus 55°C ausgelegt ist. Die weiteren Daten lauten: Nennleistung 20 kW, Durchmesser 10 m, Flügellänge 5,6 m, getriebeloser Generator, Jahresertrag rund 35.000 kWh. 

Die herstellende Firma Heidelberg-Motor hat im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Bundesministeriums für Forschung und Technologie mit dem Germanischen Lloyd (Dr.-Ing. B. Richter), dem Alfred-Wegener-Institut für Polarforschung (Dr. Saad El Dine El Naggar) und der Hochschule Bremerhaven (Prof. Dr.-Ing. F. Zastrow) die Windkraftanlage entwickelt und praktisch erprobt. Die Anlage lief von 1991 bis 2009 sehr erfolgreich. Das Zertifikat für Antarktistauglichkeit erhielt dieses Modell, nachdem es nach einem halben Jahr in der Antarktis und der Versorgung der Station mit Windstrom keinerlei Schäden davongetragen hatte. Der H-Rotor hat dort, wenn auch in abgebremstem Zustand (Wirbelstrombremse), Stürme mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 220 km/h überstanden!

Zastrow-Rotor

Zastrow-Rotor

Bereits im Februar 2005 wird die Lizenz für das Rotorprofil seitens Prof. Zastrow und der Hochschule Bremerhaven an das ebenfalls in Bremerhaven ansässige Unternehmen bg-engineering Braun & Görke GbR vergeben, wo die Weiterentwicklung des sogenannten ,abgewickelten H-Rotors’ erfolgen soll. Wie man auf dem Bild sieht, sind an dem Prototyp kleine Halbschalen angebracht, die den selbständigen Anlauf des Rotors unterstützen sollen. Die Hochschule selbst forscht zu diesem Zeitpunkt seit über zehn Jahren am H-Rotor.

Kunst am Bau bedeutet 1997 für das neue Technische Rathaus in München einen Betrag von 1,3 Mio. DM, die man für die Idee des New Yorker Künstlers Vito Acconci ausgeben darf. Damit wird auf dem Dach des 60 m hohen Hochhausturms ein Darrieus-Windrotor mit drei senkrechten Blättern installiert, dessen Strom wiederum eine ‚bewegte Landschaft’ antreibt, die im Innenhof auf einer Drehscheibe liegt. Damit soll die erzeugte Energie analog sichtbar gemacht werden. Als im Juli 2000 der Neubau offiziell eingeweiht wird, zeigt sich jedoch, daß die technische Ausführung des Windrades noch Wünsche übrig läßt, denn der Rotor braucht eine Antriebshilfe um überhaupt zu starten.

Der H-Rotor selbst stammt von der Firma Neuhäuser WindTec aus Lünen, die diese Windkraftanlagen in Größen von 1 kW, 5 kW, 10 kW, 20 kW und 40 kW produziert und vertreibt. Die 40 kW Anlage hat einen Rotordurchmesser von 12 m und wird mit zwei oder drei 9 m langen, symmetrischen GFK-Rotorblättern angeboten.

Gebäude-Darrieus von Neuhäuser WindTec

Gebäude-Darrieus von
Neuhäuser WindTec

Außerdem vermarktet das Unternehmen auch eine 5 kW oder 10 kW Hybridcontainer-Windkraftanlage, die als komplette Einheit in einem 20-ft-Container angeliefert wird und ohne Fundamenterstellung auf ebenem Untergrund errichtet werden kann. Neben dem H-Rotor beinhaltet die autarke, mobile Energieversorgung auch Solarzellen sowie ein Dieselaggregat. Eine Jatropha-Container-Lösung mit einer Presse, die aus der Nuß der Jatropha-Pflanze Öl gewinnt, welches dann raffiniert und im Container gespeichert wird, befindet sich 2009 im Prototyp-Stadium.

Unter dem Namen Canstein-Rotor werden in Deutschland von einigen Bastlern interessante Weiterentwicklungen durchgeführt, bei denen die senkrechten Darrieus-Blätter mit kleinen Savonius-Profilen ergänzt werden. Aus den diversen veröffentlichten Baubeschreibungen ist hier der Selbstbau-Rotor von Klaus aus Erkelenz abgebildet, mit 100 cm Höhe und 90 cm Durchmesser.

An der Hochschule Bremerhaven ist Ende 2006 ein Prototyp eines modifizierten Darrieus-Rotors in der Testphase. Hier hatte man nämlich bemerkt, daß sich das oft als lästig empfundene sirrende Geräusch der herkömmlichen Modelle, das durch kleine Windwirbel an den Flügelspitzen entsteht, relativ leicht vermeiden läßt.

Twister Prototyp

Twister

Beim daraufhin entwickelten Modell ,Twister’ sind die Rotorblätter leicht verwunden, wodurch die Wirbel nicht entstehen und auch die unangenehmen Geräusche verschwinden. Dies ist auch einer der Hauptgründe für die zwischenzeitlich erfolgte Verbreitung dieser Verdrillung auch bei anderen Produzenten. Die Stromleistung des Prototyps aus Bremerhaven liegt bei 300 W.

Für dieselbe Struktur hatte übrigens Prof. Alexander Gorlov bereits 1994 ein Patent erhalten - allerdings für den Einsatz unter Wasser, weshalb sein Modell auch unter den Systemen aufgeführt wird, welche die Meeresströmungen zur Energieerzeugung nutzen.

Ein sehr interessantes Semesterprojekt des Fachbereiches Industriedesign an der HKD Halle wird 2007 unter dem Namen ,Windwasserstoff etc.’ bekannt. Grundlage des Projektes ist die Technologie für vertikale Windenergieanlagen der 2005 gegründeten Firma Tassa GmbH in Wolfsburg. Ziel ist die Erweiterung des Spektrums der Anlagen, die Speicherung des gewonnenen Stroms sowie die Akzeptanzförderung der dezentralen Nutzung regenerativer Energien.

Unter den studentischen Konzepten besticht insbesondere die Arbeit von Yunhua Zhao, der einen kompakten, aufklapp- und zusammensteckbaren Rotor entwickelt hat, dem man nur wünschen kann, daß er möglichst schnell in die Produktion geht.

1 kW Darrieus/Savonius-Rotor von Tassa

Tassa-Rotor

Im gepackten, geschlossenen Zustand bildet der H-Darrius ein transportfreundliches, annähernd zylindrisches Paket von 145 cm Länge und einem Durchmesser von 35 cm. Ausgefahren wird er auf eine Höhe von knapp 6,5 m. Weitere technische Details liegen noch nicht vor, Zhao habe aber schon ein Modell im Maßstab 1:7 hergestellt, das seine Praktibilität bewiesen hat.

Als Folge des Semesterprojektes startet die Tassa GmbH im April 2007 gemeinsam mit weiteren Forschungseinrichtungen unter Federführung des Institutes für Psychologie der MLU ein zweijähriges Forschungsprojekt, das durch das Bundesumweltministerium gefördert wird. Das hier abgebildete Modell ist eine 1 kW Darrieus/Savonius-Kombination, wobei letzterer nur dem Selbstanlauf dient.

2009 wird Tassa GründerChampion von Niedersachsen beim KfW-Unternehmerpreis. Das Unternehmen bietet zu diesem Zeitpunkt eine 5 kW Anlage an, ein 25 kW System ist in Planung.

H-Darrieus-Rotoren mit 5 Blättern bietet auch die Firma extech Sondermaschinen und Fahrzeugbau aus Penzing-Ramsach an. Sie sind in Baugrößen von 1 kW (Durchmesser 180 cm, Blattlänge 200 cm, Gewicht ca. 180 kg), 3 kW (Durchmesser 300 cm, Blattlänge 360 cm, Gewicht ca. 500 kg) und 10 kW (Durchmesser 600 cm, Blattlänge 620 cm, Gewicht ca. 1.700 kg). Als Wirkungsgrad werden 35 % angegeben.

Bringmann-Konzept

Bringmann-Konzept

Unter Vorwegnahme des nächsten Updates möchte ich noch auf das Konzept einer Windkraftanlage mit vertikaler Rotationsachse und einer Vielzahl von Einzelflügeln verweisen, die sich grundlegend von den bisherigen Modellen unterscheidet. Über eine persönliche Korrespondenz informierte mich Stev Bringmann, Chef der Berliner Firma 3dtex GmbH, über das neue Konzept, das auf den ersten Blick recht aufwendig erscheint, aber auch ästhetisch sehr ansprechend ist.

Die Konstruktion besitzt aerodynamisch wirksame Flügel, die ein vorzugsweise zweifach gekrümmtes Netzgitter aus Dreiecksmaschen bilden, das wiederum ein materialeffizientes und günstig zu erstellendes Tragwerk darstellt. Basis der kelchförmigen Windkraftanlage bildet ein unterer, drehbar gelagerter Ring, während die Streben eine aerodynamisch ausgebildete Querschnittsform besitzen, wie sie bei H-Darrieus-Anlagen verwendet wird. Bei Einsatz einer magnetischen Lagerung des Basisringes kann die mechanische Rotationsenergie hier durch eine Induktionstechnik direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Praktische Versuche sind bislang allerdings noch nicht erfolgt.


England


Die Entwicklung in England habe ich noch nicht ausführlich recherchieren können. Bis dahin beschränke ich mich auf einige Informationsbruchstücke.

Seit Ende 1985 werden im britischen Süd-Wales Darrieus-Rotoren mit jeweils zwei 25 m langen Kunststoffblättern und 180 kW Leistung getestet.

Quiet Revolution Rotor

Quiet Revolution

Robert Webb and Richard Cochrane gründen im Jahr 2000 das britische Unternehmen Quiet Revolution Ltd., in welchem sie eine neue Form von Darrieus-Rotoren mit drei S-förmig geschwungenen Blättern entwickeln. Das Gerät ist 5 m hoch, hat einen Durchmesser von 3 m, und die Blätter bestehen aus Karbonfasern. Eine 6 kW Anlage soll 25.000 £ (Englische Pfund) kosten.

Ende 2007 produziert und installiert Quiet Revolution seine ersten kommerziellen Rotoren des Modells ,qr5’ auf verschiedenen Dächern in England, wie dem der Kings College School in Wimbledon und einer ganzen Reihe von Hochhäusern. Das Unternehmen gewinnt auch prompt mehrere Design- und Technikpreise. Nachdem die Firma die ersten 30 Stück errichtet und die Installation weiterer 45 Stück vorbereitet, beteiligt sich der deutsche Energieriese RWE 2008 mit 11 Mio. $ an dem Unternehmen. Neben dem Preis der Anlage selbst nennt Quiet Revolution noch folgende Kostenfaktoren: Installationskosten 3.000 – 6.000 £, Kontrollsystem 4.600 £, Mast 2.950 bis 5.150 £.

Ab 2009 soll das Modell ,qr12’ mit einer Jahresleistung von 45.000 bis 55.000 kW/h in Produktion gehen, Anfang 2010 gefolgt von dem kleineren, 2,5 m hohen Modell ,qr2.5’ mit einem Output von 3.000 bis 4.500 kW/h. Eine weitere interessante Entwicklung ist die ‚Display’-Version des Modells ,qr5’ – bei dem in den Flügelns LEDs eingelassen sind die während der Rotation den Effekt eines Video-Bildschirms liefern, der hoch oben in der Luft hängt.

2007 präsentiert die britische Firma carbon concepts limited das Konzept eines 2,5 kW Senkrechtachsers, der mit den üblichen Darries-Rotoren nicht mehr viel gemein hat. Dem innerhalb von zwei Jahren entwickelten System soll noch ein kleineres 1,5 kW Modell mit ähnlichen Flügeln folgen, außerdem arbeitet man an einer 5 kW Turbine, deren Generator schon erfolgreich gestestet wurde.

Aerogenerator Grafik

Aerogenerator (Grafik)

Im Rahmen eines Entwicklungsplanes für Las Palmas auf Teneriffa hat das britische Unternehmen Grimshaw Architects gemeinsam mit der Windpower Ltd. in Blyth einen ‚supereffizienten’ und sehr fortschrittlichen Darrieus-Rotor konstruiert, der mit seinen Vorgängern allerdings kaum mehr viel gemeinsam hat. Als Erfinder wird der Luftfahrtingenieur David Sharpe genannt.

Der erstmals Mitte 2005 vorgestellte ‚Aerogenerator’ besitzt ein V-förmiges Profil, auf dessen Schenkeln jeweils mehrere Tragflächen aus festen Strukturen übereinander angebracht sind. Er ähnelt damit ein wenig einer riesenhaften Fernsehantenne. In gleicher Bauhöhe wie das London Eye Riesenrad (135 m) soll die Anlage ab 2011 bei nur drei Umdrehungen in der Minute 9 MW Strom produzieren.

Anfang 2008 werden als Bauhöhe 144 m angegeben, Unternehmen führt am New and Renewable Energy Centre in Blyth Windkanal-Tests an einem 6 kW-Modell durch, und der Termin für eine Umsetzung wird auf frühestens 2013 verschoben.

2007 wird auch das britische Unternehmen VertAx Wind Ltd. gegründet – als Ausgründung des Windparkbetreibers Eurowind Developments Ltd.

VertAx entwickelt in Guildford, Surrey, eine Windturbine speziell für den Offshore-Einsatz, die auf 10 MW kommen soll. Die 110 m langen Rotorblätter haben über ihre gesamte Länge das gleiche Profil und können preisgünstig und einfach in je 12 m langen Einzelteilen gefertigt werden. Den Strom erzeugen zwei getriebelose Generatoren mit je 5 MW oben und unten am Rotor, wodurch dieser doppelt gelagert und der Generator redundant vorhanden ist. Die Generatoren selbst sind keine Spezialanfertigungen für die Windkraft, sondern erprobte Serienteile für Wasserkraftwerke.

2009 hat Vertax erst Mini-Anlagen mit 3 kW installiert, während die 10 MW Anlage bislang nur im Rechner existiert. Die Firma schätzt, daß noch mindestens fünf Jahre vergehen werden, bis der erste Prototyp steht.


Kanada


In Kanada wird dem Darrieus-Rotor besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Der bekannteste Hersteller ist die Firma Dominion Aluminium Fabricating, Ltd. In Missisauga, Ontario.

Kanadischer Darrieus-Rotor

Éole

Die erste Anlage wird bereits 1977/78 auf den Magdalen-Inseln (Iles de la Madelaine) im Sankt-Lorenz-Golf errichtet, sie soll 230 kW Leistung erzielen und kostet 1,5 Mio. kanadische Dollar. Die Höhe beträgt 37 m (mit Unterbau 46 m) bei einem Durchmesser von 24 m, und die Rotorblätter aus Aluminium haben ein Gewicht von 16 Tonnen. Die Anlage funktioniert vom Mai 1977 bis zum Juli 1978, erzielt tatsächlich aber nur 100 kW im Durchschnitt. Außerdem zeigen sich bei Rotationsgeschwindigkeiten über 30 U/m Vibrationsprobleme.

Am 06.07.1978 werden im Zuge von Reparaturarbeiten die Bremsen demontiert, da der Wind von 40 km/h normale Drehzahlen um die 38 U/m ergibt. Nur eine Stunde später hat sich die Drehzahl auf 68 U/m gesteigert, die Bremsen erweisen sich als weiterhin defekt. Die gesamte Anlage reißt sich vom Fundament los, kippt um und wird vollständig zerstört.

1983 beginnt die Benvest Capital im Auftrag der Hydro-Quebec im Windpark Le Nordais bei Cap-Chat in Quebec mit dem Bau eines 4 MW starken und 110 m hohen Nachfolgers – dem bislang weltweit größten Darrieus-Rotor überhaupt. Die von Vickers und CGE hergestellte ,Éole’ geht 1984 in Betrieb und leistet 3,8 MW, was zur Versorgung von rund 800 Einfamilienhäusern ausreicht. Sie kostet 110 Mio. kanadische Dollar.

Die Anlage arbeitet bis 1992, dann geht während eines Sturmes durch starke Vibrationen der Achse das Rollager an der Basis kaputt. Heute wird die ,Éole’ als touristische Attraktion genutzt, und Besucher können sogar den Schaft betreten.

Die Firma VBINE Energy aus Moosomin in Saskatchewan bietet 2008 einen H-Darrieus mit vier Tragflächen von je 3 m Länge sowie einem Permanentmagnet-Generator an, der auf Schornsteine montiert werden soll, wo er neben dem Wind, der den zylindrischen Schornstein umströmt, auch den Auftrieb der warmen Abluft nutzen soll.

Ein anderes Modell - wie abgebildet - ist speziell für Funknetz-Türme konzipiert. Von einer kommerziellen Umsetzung des Systems ist mir allerdings noch nichts bekannt.


USA


In den USA arbeiten seit 1974 und vermutlich als erste die Sandia Laboratories in Albuquerque (New Mexico) an VAWT-Systemen (= Vertical Axis Wind Turbine).

Darrieus-Rotor von Alcoa

Alcoa-Darrieus

Bis 1976 werden verschiedene Modelle mit Durchmessern zwischen 5 und 17 m gebaut. Die zweiblättrigen 5 m Anlagen erreichen bei Windstärken zwischen 40 und 45 km/h rund 3,5 kW Leistung, während die größeren Modelle mit 2 oder 3 Blättern und einer Gesamthöhe von rund 33 m bereits 50 – 60 kW erzielten. 1982 geht man zu 230 kW Anlagen über, 1983 folgt ein 500 kW Modell. Es werden außerdem Planungen für einen riesigen 4 MW Rotor mit einer Höhe von 96 m und einem Durchmesser von 64 m begonnen.

Ende der 1970er Jahre experimentiert auch die US-Firma Alcoa mit einem 3-Blatt Darrieus, der bis Anfang der 1980er an der Küste von Oregon in Betrieb ist. Ein weiterer 10 kW Rotor wird in Somerset County, Pennsylvania, errichtet.

Ein weiteres Unternehmen, DAF-Indal, errichtet um 1979 in Texas verschiedene Darrieus-Rotoren zum Pumpen von Wasser, unter anderem an der USDA experiment station, Bushland und am Alternative Energy Institute in Canyon. In Bushland steht auch ein 42 m hoher und 34 m durchmessender 625 kW Darrieus-Rotor, ein Prototyp aus den Sandia National Labs in Albuquerque, New Mexico. Weitere Untersuchungen an H-Rotoren erfolgen am National Wind Technology Center am NREL.

Ebenfalls 1979 dreht sich an der New Mexico State University in Las Cruces ein experimenteller H-Darrieus unter dem Namen ‚Pinson Cycloturbine’. Außerdem wird in den Tehachapi-Bergen ein Darrieus-Windpark mit Anlagen des Herstellers Flowman installiert, über den ich bislang jedoch noch keine näheren Details herausfinden konnte. Auch diese Fotos sind von Paul Gipe aufgenommen.

Die Stadt Ellenville im US-Bundesstaat New York bestellt 1984 insgesamt 71 Rotoren mit einer Höhe von 25 m, welche die Fallwinde der nahen Shawangunk-Berge ausnutzen sollen. Die Geräte werden dort bildlich überzeugend ‚Eggbeater’ genannt.

Mitte der 1990er Jahre wird von Adecon ein weiterer Darrieus-Rotor in Pincher Creek, Alberta, errichtet. Der letzte US-Hersteller von Darrieus-Senkrechtachsern geht im Sommer 1997 Bankrott.

Wind Sail Rotor

Wind Sail Rotor

Doch ganz totzukriegen ist auch diese Technologie nicht. Ende der 1990er Jahre beginnt eine Gruppe ehemaliger sowjetischer Waffeningenieure und Wissenschaftler des Makeyev Raketenzentrums im russischen Miass mit der Entwicklung eines Senkrechtachsers. Ihre VAWT (Vertical Axis Wind Turbine) wird ab 2002 im Rahmen der Proliferation Preventions Initiative (IPP) vom US-Department of Energy gefördert. Ebenfalls mit an Bord sind die Lawrence Berkeley National Laboratories (LBNL).

Der 2005 vorgestellte Prototyp WPU-2500 hat eine Leistung von 1,5 kW, ist 9 m hoch, hat einen Durchmesser von 3 m und besitzt 3,65 m lange Blätter. Anlaufen tut er bei einer Windgeschwindigkeit von 4 m/s.

Bald darauf wird dann in Rohnert Park, Kalifornien, die Firma Wind Sail gegründet, um das entstandene Produkt zu kommerzialisieren, und im April 2006 wird bei der Firma Empire Magnetics ein erster 3 kW Prototyp installiert. Zumindest bei der Betrachtung des Fotos kann man allerdings nicht sagen, daß das Ergebnis berauschend ist – nachdem sich die Wissenschaftler immerhin über 10 Jahre lang damit beschäftigt haben...!

2006 beteiligt sich ein Mark Oberholzer an dem Metropolis Next Generation Design Wettbewerb. Seine Anfang 2007 publizierte Innovation soll den an Autobahnen entstehenden Fahrtwind nutzen, indem eine Vielzahl kleiner, gewundener Darrieus-Rotoren innerhalb der in den USA weit verbreiteten Fahrbahn-Begrenzungen aus Beton installiert werden. Aufgrund von Versuchen findet Oberholzer außerdem heraus, daß übereinander gestapelte Doppel-Turbinen besser dazu in der Lage sind, den Wind aus beiden Richtungen zu nutzen.

Darrieus-Rotor von Windspire

Windspire-Darrieus

Im Februar 2008 wird in US-Blogs eine weitere Variante der Darrieus-Rotoren mit senkrechten Blättern vorgestellt. Hersteller ist die 2005 gegründete Firma Mariah Power aus Reno, Nevada, die auch Savonius-Anlagen anbietet (s.o.). Das für Einzelhaushalte gedachte Modell ‚Windspire’ kann bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 18 km/h bereits 1.800 kW/h pro Jahr erwirtschaften. Nachdem der 9 m hohe und 60 cm durchmessende 1,2 kW Windgenerator seine Sicherheitszertifizierung bekommen hat, soll er ab dem Frühjahr auf den Markt kommen – zu einem Preis von 3.995 $. Für die Installation sollen noch mal rund 1.000 $ anfallen.

Im Oktober 2008 verkündet Mariah Power den Beginn einer Zusammenarbeit mit der Firma MasTech Manufacturing, um in Manistee, Michigan, ab Ende 2009 monatlich 1.000 Windturbinen herzustellen. Nachdem das Unternehmen 50 Stück seiner Rotoren herstellt und an verschiedenen exponierten Plätzen, wie auf der National Mall nahe dem Capitol in Washington, installiert, weisen die Auftragsbücher im November bereits mehr als 4.000 Bestellungen aus.

Im Dezember 2008 wird bekannt, daß Investoren mehrere Millionen Dollar in Mariah Power gesteckt haben, doch einer späteren Meldung auf der Homepage des Unternehmens zufolge verschiebt sich die Markteinführung voraussichtlich bis zum Herbst 2009. Außerdem würde man bereits an einer 3 kW Version des ‚Windspire’ arbeiten.

Für Besitzer des iPhone stellt die Firma im Oktober 2009 eine Applikation zur Verfügung, um ohne zusätzliche Hardware die Windgeschwindigkeit zu messen: Über das Mikrophon des Kleingeräts wird der Schall des rotierenden Senkrechtachsers aufgenommen, worauf ein Algorithmus nach Ausfilterung der Umgebungsgeräusche aus dem Klang die Windgeschwindigkeit berechnet.

Bis zum November sollen schon über 4.000 Bestellungen für den ‚Windspire’ eingegangen sein, und das Unternehmen hofft nun, ab Ende des Jahres mit einer monatlichen Produktionsrate von 1.000 Stück den Vertrieb starten zu können.

Anfang 2009 beteiligt sich der Erfinder Chad Maglaque aus Seattle an dem internationalen Innovationswettbewerb ,Project 10 to the 100th’ von Google. Seine 1 m hohe Dachturbine namens ,Jellyfish’ ist mit einem Windsensor und einem Starter-Motor ausgestattet und soll ohne Stromwandler auskommen.

the grand resource

the grand resource

Das aus einfachen Materialien bestehende und modular – auch im Selbstbau – leicht montierbare System kann direkt an das Hausnetz angeschlossen werden und soll rund 40 kW/h pro Monat liefern. Kommerziell wird das System bislang nicht angeboten, da es sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase bei der Firma Clarian Technologies befindet.

Fast zeitgleich beteiligt sich die Firma Austin + LLC mergold aus Philadelphia an dem architektonischen Wettbewerb des Bronx Museum of the Arts zur Neugestaltung der Grand Concourse im Herzen des New Yorker Bezirks.

Der Beitrag mit dem Namen ,the grand resource’ schlägt eine vernetzte Reihe von Türmen aus offenen Strukturen vor, auf denen mächtige (aber leise) Windenergieanlagen Yorks neuestes Denkmal für saubere Energie bilden. Dies würde auch zu dem Siegel der Stadt passen – auf dem die niederländischen Gründer von Neu-Amsterdam 1625 auch eine Windmühle abgebildet haben.

Als einer der sieben Finalisten wird das Projekt des Unternehmens im November 2009 im Bronx Museum of the Arts ausgestellt.

Blackhawk Prototyp im Bau

Blackhawk Prototyp (im Bau)

Im April 2010 berichtet das Energieportal peswiki.com von einem weiteren Darrieus-Design, das von B. Boatner und seiner Firma The Blackhawk Project LLC in Boise, Idaho, entwickelt wird. Der Tilt Rotor verbindet die geraden Blätter, die ein Tragflächenprofil aufweisen, mit einer beweglichen Halterung in der Blattmitte und einer intelligenten Steuerung. Diese sorgt dafür, daß die Blätter stets so geneigt werden, daß ihr Profil den höchsten Grad an Auftriebsenergie umsetzen kann.

Der erste Blackhawk ,TR-10’ Prototyp mit Permanentmagnet-Generator hat einen Durchmesser von 3 m bei einer Blattlänge von gut 2 m. Er wird im September 2009 am Center For Advanced Energy Studies (CAES) in Idaho Falls installiert, einem Zusammenschluß des Idaho National Laboratory, der Idaho State University und der University of Idaho.

Der 1,5 kW Rotor wird als Batterielader (24 V oder 48 V) eingesetzt. In einer Animation wird auch das Konzept einer zusammenklappbaren, fahrbaren Anlage vorgestellt, was bei dieser Konstruktion tatsächlich besonders einfach zu verwirklichen ist.

Ende 2009 erscheint in den Blog ein äußerst ästhetisches Design, das man auf den ersten Blick kaum als Windkraftanlage erkennt. Die patentierte ,Airate’ stammt aus dem amerikanischen think-tank Joe Doucet & Company in New York und ist besonders den für urbanen Einsatz konzipiert. In den Grafiken werden allerdings auch sehr große Anlagen gezeigt – zumindest im Vergleich zu dem umgebenden Baumbewuchs.

Der Senkrechtachser streckt zwei gebogene und ins sich leicht gewundene Rotorblätter nach oben, die den Wind aus allen Richtungen aufnehmen, und entspricht dadurch meines Erachtens der Darrieus-Technologie.


Andere Länder


Anfang 2010 erscheint in den Fachblogs das Modell eines patentierten 3-Blatt-Darrieus aus Bulgarien, in dessen Inneren sich zusätzlich ein sogenannter ‚Tornado JET Rotor’ befindet.

Über die Technologie dieser spiralförmigen Anordnung werden keine Details mitgeteilt, auf den Grafiken sieht es wie eine Vielzahl schlanker, waagrechter Savonius-Schaufeln aus. Umgeben ist das Ganze von einem strömungslenkenden, pyramidalen Unterbau, der außerdem mit PV-Paneelen belegt ist. Der Rotor von George Tonchev aus Sofia soll besonders leise und Vogel-freundlich sein. In den Animationen auf der Seite des Erfinders sieht man auch die konzipierte Umsetzung des Systems als Stromtankstelle an Autostraßen.

Mini-Darrieus von SAWT

SAWT Mini-Darrieus

Tonchev ist außerdem Urheber eines Schlaufen-Rotors, dem er aufgrund geringerer Energieverluste einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als den von konventionellen Blättern bescheinigt. Der bei den Kleinmodellen eckig ausgeführte Rotor sei auch für den Einsatz in flüssigen Medien gedacht.

Seit 2005 bietet die Shanghai Aeolus Windpower Technology Co. Ltd. (SAWT) Darrieus-Rotoren der H-Modells mit 5 Blättern an.

Die Rotoren aus China besitzen eine pneumatische Geschwindigkeitskontrolle und werden ab Ende 2007 in großen Stückzahlen in der JinShan Industrial Zone gefertigt, in Baugrößen von 200 W, 300 W, 500 W, 1 kW, 3 kW und 10 kW.

Außerdem entwickelt das Unternehmen einen 10 W Mini-Rotor (12 V, 30 cm Durchmesser, Blattlänge 30 cm, Gewicht 2 kg) – ebenso plant man die Herstellung von 50 kW, 500 kW und 1 MW Anlagen.

Damit würde SAWT das weltweit breiteste Angebot an Darrieus-Rotoren besitzen.

Aerospiral Windkraftanlage Grafik

Aerowind-Aerospiral
(Grafik)

Im Januar 2006 gründet sich in Zhuhai, Guangdong, die Firma Aerowind Systems, um insbesondere für die ländlichen Gebiete in China selbst kleine und effektive Windkraftanlagen herzustellen.

Das erste Modell des Unternehmens entspricht noch einem schlichten, geraden Darrieus, wie er bereits seit Jahrzehnten bekannt ist.

Doch schon im April 2007 zeigt die Firma eine technisch sehr viel weiterentwickelte 1,5 kW ,Aerospiral’ Anlage (1,60 m Durchmesser, 3 Blätter à 2 m Länge, Gesamtgewicht 45 kg), die bereits im Mai auf den Markt kommen soll.

Die Systeme starten bereits bei Windgeschwindigkeiten um 2m/s und sollen einen sehr ruhigen Lauf haben.


In Dänemark experimentiert Vestas schon früh mit 2-Blatt Darrieus-Rotoren, die ab 1978 von Leon Bjervig entwickelt und gebaut werden. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß die Blätter jeweils als Doppelflügel gestaltet sind.

Das Foto der Anlage – wie auch einige andere der hier gezeigten Fotos – wurde 1980 von Paul Gipe aufgenommen.

Eine weitere Testanlage mit senkrechten Blättern wird 1980 in Roskilde, auf dem Gelände des Risø National Laboratory, aufgestellt.

Benhaim-Konzept Montage

Benhaim-Konzept
(Montage)


In Frankreich beantragt 2008 Pierre Benhaim ein Patent, bei dem es sich um das bislang größte Konzept zur Umsetzung von Darrieus-Rotoren geht. Diese sollen waagrecht zwischen Hochhäusern sowie den Flanken von Bergtälern installiert werden.

Auch wenn die strukturellen und bautechnischen Anforderungen gewaltig sind, verdient die Idee eine nähere Analyse, da sich an den genannten Installationsorten bekanntlich besonders starke Winde entwickeln. Außer einigen Fotomontagen gibt es m.W. bislang aber keine Tests oder gar Umsetzungen.

Eine näherliegende Umsetzung verfolgt das Pariser Unternehmen Windela SA, das mit einer Savonius/Darrieus-Kombination samt PV-Paneel LED-Straßenlampen autonom mit Strom versorgen will, die auch als Wi-Fi Relais agieren sollen.

Unter dem Namen ,Windela  600’ bzw. ‚Windelux’ wird ein Modell mit 6 Savonius-Halbzylindern und 3 Darrieus-Blättern angeboten (1,2 m Durchmesser, 1,4 m Höhe, Gewicht 40 bzw. 50 kg), das je Windgeschwindigkeit einen 48 V Drehstrom von 100 W bis 700 W abgibt.

Auch die LED-Straßenlampen werden von dem Unternehmen weiterentwickelt, das dabei eine modulare Bauweise verfolgt, die eine leicht anpaßbare Ausleuchtung erlaubt. Sieben ,Windelux’ werden in Bouvron, zwei vor dem l'Oréal-Forschungszentrum in Chevilly Larue und einer in Vitry sur Seine errichtet. Im Januar 2009 werden auch in England zwei Stück installiert, auf dem Parkhaus der Colchester station in Essex.

Das hybride Straßenlicht gewinnt den erstmals verliehenen ,2009 Rethink award’ für junge und innovative Start-Ups der School of Commerce and Management HEC in Partnerschaft mit Les Ateliers de la Terre und USHUAIA TV. Die Produktion soll nun im Industriepark Brive-la-Gaillarde in Malemort, in der Region Corrèze, aufgenommen werden.

Starck Design A

Starck Design A

Viel Presse bekommen die neuen Designs von Philippe Starck, die man auch den Darrieus-Rotoren zuordnen kann. Der französische Designer stellt seine Turbinen nach zweijähriger Entwicklungszeit im Januar 2010 vor, produziert werden sie von der italienischen Firma Pramac in der toskanischen Stadt Siena, einem Hersteller von Stromgeneratoren.

Bei dem einen Modell handelt es sich um eine viereckige ,WT 400 W’ mit einer Höhe von 90 cm, einer Ausgangsleistung von 400 W und einem Preis von rund 2.500 €, während die andere Version als spiralförmige (helicoidal) ,1KW WT’ bezeichnet wird, 145 cm hoch ist, ca. 3.500 € kostet und bei einer Windgeschwindigkeit von 14 m/s 1 kW erzeugen kann. Die Installation kostet weitere 1.000 € - 2.000 €. Beide Rotormodelle werden auf Stangen von 1 m, 3 m oder 6 m Höhe installiert und sind zum Aufstellen im Garten oder auf dem Dach konzipiert.

Den Vertrieb am Juni 2010 soll Windeo übernehmen, ein französischer Spezialist für kleine Windkraftanlagen. Zum Start bietet Windeo für Pilotkunden 100 Windenergieanlagen des 1 kW Modells ‚Pramac by Starck’ samt Installation zu einem Preis von 7.500 € netto an. Der hohe Preis wird durch eine 50 %ige Steuergutschrift abgefangen (bis zu einer Obergrenze von 8.000 € für Alleinstehende und 16.000 € für Paare... aber leider nur in Frankreich!).

Das ursprüngliche Design hatte Starck im Mai 2008 auf der Greenergy Design Exhibition in Mailand gezeigt, damals wurde von der Entwickelung einer günstigen Kleinwindanlage gesprochen, die zu einem Preis von rund 400 € verkauft werden sollte.

Ein weiteres, in meinen Augen noch besser gelungenes Design stammt von Maximilien Petitgenet und Abdennour Rahmani, zwei jungen Ingenieuren der l’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique. Die ,Nov’éolienne’ ist die erste Entwicklung ihrer Start-Up-Firma Noveol in Futuroscope Chasseneuil. Der Senkrechtachser ist als effiziente, leise und umweltfreundliche Windkraftanlage konzipiert und erhält auf der Energaia in Montpellier im Dezember 2009 auf Anhieb einen Innovationspreis.

Nov’éolienne

Nov’éolienne

Neben der ästhetischen Seite (man kann die Farbe selber wählen) ist die umweltfreundliche Ausführung zu betonen – zum größten Teil besteht die Anlage aus recyclingfähigem Material. Die 2 kW Turbine mit 1,7 m Durchmesser startet selbständig bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s (ca. 11 km/h), und eine Elektronik paßt die Rotorblätter automatisch dem Windaufkommen an.

Die Anlage für rund 15.000 € soll bis zu 3.500 kWh pro Jahr produzieren, was zwischen 60  % und 80 % des durchschnittlichen Verbrauchs privater Haushalte ohne Heizung abdecken würde. Die Herstellung soll im Laufe des Jahres 2010 starten. Ein größeres Modul mit 6 kW Leistung soll ebenfalls entwickelt werden, das dann für etwa 25.000 € auf den Markt gebracht werden soll.

Eine weitere französische Firme, die einen Senkrechtachser anbietet, ist die Ende 2007 von Alain Burlot gegründete Apple-wind S.A.S., die schon 2008 ihren ersten Prototypen namens ‚AW 12.5’ öffentlich präsentiert. Grundlage dafür sind zwei Patente sowie 6 Jahre Entwicklungsarbeit in Kooperation mit verschiedenen Forschungszentren wie dem ENSM Douai (Laboratory for Industrial Energy Systems), dem Laboratory of Electricity and power electronics der Ecole Centrale de Lille und dem Polytechnikum von Lille.

2009 sollen die mit drei geraden Blättern versehenen Windkraftanlagen, die doppelt so effizient sein sollen wie ‚vergleichbare Rotoren’, bereits in drei verschiedenen Größen angeboten werden – neben der ‚AW 12.5’ werden dies eine ,AW 2.2’ und eine ,AW 128’ (mit Magnetlager) sein. Charakteristisch ist der modulare Aufbau ohne zentralen Mast, der das Zusammenklappen und leichte Transportieren des Rotors erlaubt.

Tatsächlich werden Anfang 2010 auf der Homepage des Unternehmens schon vier Modelle angeboten: Eine Kleinversion ,AW 2.6’, die für die Dachmontage geeignet ist und 1 kW leistet (Blattlänge 1,3 m, Gesamthöhe 1,8 m, Durchmesser 2 m), ein 7 kW Modell ,AW 15’ (Blattlänge 3 m, Gesamthöhe 5 m, Durchmesser 5 m), eine 30 kW Anlage ,AW 54’ (Blattlänge 5,7 m, Gesamthöhe 7,7 m, Durchmesser 9,5 m) sowie ein 100 kW System ,AW 144’ (Blattlänge 9,3 m, Gesamthöhe 11,3 m, Durchmesser 15,5 m). Einen Grund für diese verwirrenden Typenbezeichnungen habe ich nicht herausfinden können.

Im Laufe des Jahres sollen die ersten 300 Stück produziert werden, wobei pro installierten kW mit einem Preis von 2.000 € gerechnet wird. Es soll bereits 150 Vorbestellungen geben.

 

Windwall-Rotor

Windwall-Rotor

Die neue, spiralig gewundene Form bei Darrieus-Rotoren findet mehr und mehr Anhänger, so auch in Holland an der Technischen Universität Delft. Man berechnet dort Windströmungen an Hochhäusern im Computer und stellt fest, daß der Wind durch die Kanten beschleunigt wird – unabhängig von der Höhe eines Hauses. Es zeigt sich, daß der Wind an den Seiten und auf dem Dach deutlich schneller ist als vor dem Haus.

Die Universität entwickelt daraufhin den Prototyp eines Rotors, mit dem das Potential insbesondere hochgeschossiger Gebäude genutzt werden kann.

Je nach Höhe des Hauses könnte ein einziger Rotor von zwei Metern Breite und drei Metern Höhe auf dem Dach den kompletten Energiebedarf einer Familie decken.

Erste derartige Konstruktionen für Dächer sind in Holland bereits im Einsatz. Die Entwickler sind davon überzeugt, daß es gelingt die so genannten Windwälle noch effizienter zu gestalten.

Als weiteres Konzept erscheinen dieser Rotoren auch im Einsatz über Autobahnen - womit quasi der Fahrtwind der Fahrzeuge recycelt wird. Auch ästhetische Gründe sprechen für diesen Einsatz, der gut in einem sowieso schon voll technisierten Umfeld erfolgen könnte.


Hybridmodell Ropatec

Ropatec-Rotor

Nach einer längeren Entwicklungszeit beginnt in Italien die in Bozen–Bolzano beheimatete Firma Ropatec 1996 mit der Prototypen-Testphase ihres Windrotors unter extremen Bedingungen. 2001 erreicht man die Serienreife.

Das System ist ein Savonius/Darrieus-Hybrid, bei dem versucht wird, die Vorteile beider Systeme in einem einzigen zu vereinen.

Außerdem produziert das Unternehmen verschiedene klassische H-Darrius Anlagen bis 20 kW, wobei die Preise 2007 zwischen 3.700 € für das günstigste 750 W Modell und 15.900 € für eine 6 kW Anlage variieren.

2008 präsentiert das Unternehmen Dealer Techno s.r.l. aus Civitaecchia, Provinz Rom, erstmals seinen vierblättrigen Senkrechtachser, der durch acht zusätzliche, kurze Blätter auffällt, die vermutlich das leichtere Anlaufen ermöglichen sollen.

Die Vermarktung der 550 kg schweren ,Xeolo 6 kW’ Anlage mit 2,8 m Durchmesser und 6 m Höhe, deren Hersteller einen Ertrag zwischen 1,2 MWh  und 1,5 MWh pro Jahr versprechen (anderen Quellen zufolge sogar 12 MWh), soll im Januar 2010 beginnen.

 

Prototyp von Coriolis Wind

Prototyp von Coriolis Wind

Ein ambitioniertes Projekt geht das Unternehmen Coriolis Wind Ltd. aus Israel an, das ganze Darrieus-Batterien aufstellen will. Ich habe es bereits in der Länderübersicht erwähnt. Gründer des Unternehmens ist Precede, eine Gruppe von vier Unternehmern, die auch die Solarunternehmen Pythagoras und Solar Power gegründet haben.

Das Unternehmen in Ramat Hasharon entwickelt hierfür paßgenaue und modular aufbaubare 50 kW Darrieus-Rotoren und präsentiert im November 2008 erstmals das Modell einer 1,5 MW ,Coriolis Wind Screen’ Anlage.

2009 geht in dem Dorf Kfar Yarok eine Pilotanlage mit drei Rotoren in den Testbetrieb. Diese sind jeweils 2 m hoch und bestehen aus leichten Kunststoffblättern. Zusammen mit einem der größten (namentlich noch nicht benannten) amerikanischen Energieunternehmen und einer 10 Mio. $ Investition will Coriolis bis 2011 in den USA eine zweite Pilotanlage bauen.

 

Um den Wind zu nutzen, der stets über den Fluß Han weht, entwickelt der Designer Kyung Kuk Kim aus Seoul, Korea, eine filigrane ,Wind Lamp’, die er unter den Brücken des Flußes aufhängen will.

Im Innern dreht sich ein schmaler, dreiblättriger Darrieus-Rotor mit geraden, leicht schräg gestellten Blättern, dessen Stromertrag die LED-Leuchtkörper versorgt. Je nach Windstärke leuchten diese schwächer oder stärker auf.

Da es einen Energieüberschuß gibt, sollen damit auch die Leuchten über der Brücke versorgt werden.

 

Silent Future Rotor

Silent Future Rotor

Im Juni 2008 wird die Silent Future Tec GmbH in Arbing, Österreich, gegründet, die aus der 2005 gegründeten Firma FD-Composites hervorgeht. Der Aufbau und die Inbetriebnahme des ersten 3-flügligen Prototypenanlage mit 3,5 kW erfolgt im April 2009.

Anfang 2010 stellt das Unternehmen bereits drei Versionen seines Darrieus-Rotors mit leicht gebogenen und abgerundeten Blättern vor: den 390 kg leichten ,SFT-V4.2’ mit 4,2 kW, 4 m Höhe und 4 m Durchmesser, den 600 kg wiegenden ,SFT-V7.5’ mit 7,5 kW, 4,5 m Höhe und 6,5 m Durchmesser, den es ab Ende 2010 geben soll, sowie den 1.070 kg schweren ,SFT-V15’ mit 15 kW, 7,5 m Höhe und 8 m Durchmesser, der ab Anfang 2011 lieferbar sein soll.

Die Leistungen der Anlagen aus GFK, Kohlefasern und Aluminium entsprechen einer Windgeschwindigkeit von 11 m/s – wobei die Rotoren auch Stürme mit bis zu 180 km/h aushalten sollen.


Auch in Schweden bekommen Darrieus-Rotoren Mitte 2008 Aufwind, als das Handy-Unternehmen Ericsson bekannt gibt, seine preisgekrönte Mobilfunk-Basisstation ,Tower Tube cell tower’ in Zukunft mit einem Senkrechtachser aus schwedischer Produktion zu ergänzen.

Vier vertikal am Turm befestigte, 5 m lange Rotorblätter dienen dazu, die im inneren des Turms verbaute Basisstation mit Energie zu versorgen.

Entwickler und Hersteller ist die schwedische Firma Vertical Wind AB in Uppsala, die 2002 von Forschern der Uppsala University, der Energy Potential AB und der Uppsala universitets Utveckling AB gegründet wird und ab April 2008 mit dem operativen Geschäft beginnt.

Fast zeitgleich wird eine Partnerschaft zwischen den schwedischen Firmen Vertical Wind AB, dem Energieversorger Falkenberg Energi und der deutschstämmigen E.ON bekannt, die ab 2009 in Falkenberg ein Pilotprojekt mit vier 200 kW Anlagen starten wird.


Darrieus-Rotor in Martigny

Darrieus-Rotor
in Martigny

1987 wird in der Schweiz, östlich der Stadt Martigny im Kanton Wallis, eine Darrieus-Anlage mit einem Durchmesser von 19 m und einer Höhe von 28 m errichtet, die auf eine Gesamtmasse von 8 t kommt. Der Asynchrongenerator erreicht bei 1.000 U/min eine Leistung von 110 kW, und bei 1.500 U/min sogar 160 kW.

Die Anlage steht auf dem Gelände des Centre de recherche et d’enseignement en energie et techniques municipales und wird dort gemeinsam mit einem Biogasmotor zur Stromversorgung des Zentrums eingesetzt.

Der in der Schweiz lebende polnische Designer Oskar Zieta präsentiert Mitte 2009 auf dem DMY International Design Festival in Berlin seinen ‚Fidu Rotor – Coeus’, den er gemeinsam mit Philipp Dohmen und Studenten der Fakultät für Computer-Aided Architectural Design (CAAD) an der ETH Zürich entwickelt hat.

Der H-Darrieus des Projektes besteht aus aufgeblasenen Blechkörpern (daher Fidu = free inner pressure deformation oder Freie InnenDruck Umformung), die aus der Stanzpresse vorgefertigt und Laser-geschweißt leicht hergestellt, transportiert und montiert werden können. Produziert wird der Rotor bei der Firma Trumpf Maschinen AG in Baar.

Fidu Rotor – Komponenten

Fidu Rotor – Komponenten

Bei dieser Technologie wird die dreidimensionale Form durch den zweidimensionalen Zuschnitt des Blechs gesteuert.

Das zugeschnittene und verschweißte Blech kann anschließend ortsunabhängig aufgeblasen werden. Für die Herstellung benötigt man nur die Matrize und einen Schweißroboter.

Im Zuge der Entwicklung werden drei verschiedene Flügeldesigns weiterentwickelt – gebogenen Einkammer- und Dreikammerflügel sowie ein Wellenformflügel.

Die Belastbarkeit der Bleche im Verhältnis zum geringen Eigengewicht und Materialverbrauch erweist sich dabei als kostengünstige und nachhaltige Innovation mit hohem Entwicklungspotential. Zwei dieser Rotoren sollen den Bedarf einer 4-Personen-Familie decken können.

 

Hi Energy Technology Grafik

Hi Energy Technology (Grafik)

Eine interessante Darrieus/Savonius-Kombination bietet ab Mitte 2009 das Unternehmen Hi Energy Technology aus Taiwan an.

Die Windkraftanlage soll in den Leistungsstufen 400 W, 1,5 kW und 3 kW auf den Markt kommen und laut dem Hersteller Telemax Technology Corp. auch portabel sein.


An dieser Stelle darf nicht der Hinweis fehlen, daß eine abgewandelte Form des Darrieus-Rotors – ähnlich wie beim Flettner-Rotor (s.o.) – auch zum Antrieb von Flugzeugen eingesetzt worden ist.

Unter den Stichworten ‚Egg-Beater Wind Plane’, ‚Cycloidal flying machine’ oder ,Cyclogyro’ findet man leicht weitere Informationen über die Erfindung von Dr. Frederick K. Kirsten, der in den 1930ern in den Lufttechnischen Labors der University of Washington verschiedene Modelle gebaut hat.

Die hier abgebildete Version stammt aus dem US-Magazin Modern Mechanix vom Oktober 1934.

Das erste Patent für einen cyclogyro soll bereits 1893 einem deutschen Erfinder erteilt worden sein.

Fanwing-Flugzeug Grafik

Fanwing-Flugzeug (Grafik)

Einen neuen Einsatz bei einem 2-Personen Flugzeug wird unter dem Stichwort ,Fanwing’ verfolgt.

Bereits 1998 führt Patrick Peebles an der Universität von Rom erste Windkanalversuche an seiner Erfindung durch – und 2005 beginnen Tests an einem Kleinmodell.

Im Juni 2008 wird das Video des Fluges eines elektrisch betriebenen, 6 kg schweren unbemannten Kleinflugzeuges mit einer Spannweite von 1,6 m veröffentlicht, der während des ParcAberporth Unmanned Systems 2008 events erfolgt und die gute Manövrierbarkeit sowie stabile Fluglage des ‚Fanwing’ belegt. Peebles arbeitet außerdem an einer vertikal startenden und landenden Version seines Flugzeugs. Auf der Seite des FanWing company ist die Entwicklung seit 1998 sehr gut dokumentiert.

2007 wird die Technik auch beim Bau eines kleinen Elektroflugzeugs umgesetzt, aus dem sich später semi-autonome und leicht manövrierbare Robot-Flieger entwickeln sollen.

Hu Yu und Lim Kah Bin vom Department of Mechanical Engineering der National University of Singapore stellen im Februar 2007 ein funktionierendes Modell vor, das 358 g wiegt und zwei bürstenlose Elektromotoren hat, die von einer 12 V / 720 mAh Li-Po-Batterie versorgt werden.

Andere Forschungsgruppen, die sich 2008 mit der Weiterentwicklung dieser Rotoren beschäftigen, gibt es an der Seoul National University in Süd-Korea, an der University of Electro-Communications in Tokio und am Technion Israel Institute of Technology (TIIT) in Haifa.

Voit Schneider Propeller

Voit Schneider Propeller

Ein weiterer Hinweis betrifft den Voith-Schneider-Propeller, der es z.B. Schleppern ermöglicht sehr flexibel und präzise zu manövrieren und sogar am Ort zu wenden.

Der Propeller, der auch unter dem Namen ,Voith Water Tractor’ vermarktet wird, sieht ebenfalls ein wenig wie ein H-Darrieus aus, dessen Einzelblätter sich zentral um 360° drehen lassen.

Erfunden wurde der Voith-Schneider-Antrieb von Ernst Schneider. Entwickelt und produziert wird er seit 1926 von der Firma Voith in Heidenheim bzw. St. Pölten.


Zu den negativen Aspekten des Darrieus-Rotors gehören seine Bodenständigkeit, da keine großen Höhen erreichbar sind, das träge Startverhalten, die problematische Sturmsicherung und die starken Vibrationen, die im Betrieb oftmals festgestellt worden sind. Das größte Problem sind jedoch die extremen Lastwechsel, denen die Flügeln standhalten müssen.

Wie schon beim Savonius-Rotor erwähnt, ist Anfang 2009 festzustellen, daß die erfolgreichsten Adaptionen und Optimerungen (auch) des Darrieus-Rotors inzwischen alle eine verdrillte, spiralförmige Struktur aufweisen. Über die besondere Relevanz der Spirale und der Wirbelbewegungen berichte ich ausführlich in den Kapiteln zur Wirbelströmung in Teil D.


Der Hammurabi-Rotor


Über diesen Rotor findet sich nichts in der Literatur, er ist mir auch nur durch die persönliche Bekanntschaft mit seinem Erfinder, dem Iraker Tahsin Al-Majed, bekannt geworden. Dieser wird uns später noch als Entwickler des geschlitzen Rotorblatts begegnen.

Rotor von 1719

Rotor von 1719 (Grafik)

Im Grunde handelt es sich um die  Weiterentwicklung eines erstmals (?) 1719 in Frankreich entwickelten Systems mit waagrecht umklappenden Flügeln an Querachsen, die in mehreren, versetzt übereinander angeordneten Lagen durch eine senkrechte Rotationsnabe geführt werden. Außer in kleinen Funktionsmodellen wurde eine praktische Umsetzung m.W. bislang noch nicht erprobt.

Interessant ist, daß es ein sehr ähnliches deutsches Patent von Herrn Josef Wisniewski aus Celle gibt, das fast zeitgleich 1978 mit der Erfindung von Al-Majed eingereicht wurde.

Doch damit nicht genug!

So bekommen z.B. bei dem europäischen Wissenschafts-Wettbewerb ‚Jugend forscht’ im Jahr 1995 zwei ungarische Schüler einen Preis für das im Grunde exakt gleiche System zugesprochen.

Es scheint also, als ob diese Idee unbedingt umgesetzt werden ‚will’ – selbst wenn dieser Vertikal-Rotor (nur) ein Widerstands- und Langsamläufer ist, dessen Attribute auf einen geringen Leistungsbeiwert hinweisen, wie verschiedene Aerodynamiker meinen.

Bei unseren eigenen Experimenten kamen wir jedoch zu einem sehr interessanten Ergebnis:

Abbildung aus dem Klapprotor-Patent

Manelidis-Patent

Ein kleines Modell des Rotors wurde auf einem dreirädrigen Wagen installiert, der als Getriebe einen umgewidmeten Handbohrer besaß.

Richtete man nun einen Zimmerventilator auf das Gerät, so fing dieses überraschenderweise an, mit schnell zunehmender Geschwindigkeit auf die Windquelle zuzufahren.

Und je stärker der Wind blies, desto schneller fuhr im das Wägelchen entgegen! Über einen erstmals 2008 veranstalteten Wettbewerb mit genau solchen Wagen berichte ich ausführlich im Kapitel über windbetriebene Fahrzeuge.

Die Technolgie der Klappflügel ist also nicht nur schon früh erfunden worden, sondern sie ist auch äußerst hartnäckig. Da sie bislang noch immer nicht im praktischen Einsatz ist, taucht sie einfach immer wieder von neuem auf - so z.B. auch in dem am 25.07.2002 beantragten und am 20.02.2003 erteilten Internationalen Patent WO 03/014564 des griechischen Erfinders Vladimiros Manelidis.

Anhand der Grafik erkennt man schnell, daß sich der Erfinder auf die essentielle Technik der um 90° versetzten Klappflügel konzentriert hat.

Grafik der Energie-Barke

Energie-Barke (Grafik)

2004 kommt die Erfindung von Robert D. Hunt in die Presse, der ebenfalls einen Senkrechtachser mit Klappflügeln vorstellt, der einen Wirkungsgrad von 44 % besitzen soll.

Während die Modelle der Hunt Aviation Corp. in Pass Christian, Mississippi, noch abgerundete Klappen haben (,Disc-Rotor’), sehen die zukünftigen Konzepte ebenfalls eckige Flächen vor – wobei das System als schwimmende Barke sowohl die Wind- als auch die Strömungsenergie nutzen soll, natürlich mit jeweils angepaßten Systemen aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Luft und Wasser.

Mitte 2005 berichten einige Blogs in den USA ein weiteres Mal über die wiederum gleiche Erfindung – diesmal hat sie John M. Thalmann aus Crown Point, Indiana, gemacht, der auf seinem Dach ein Modell mit einem Durchmesser von immerhin 365 cm vorführt.

Modell des Barco WM Rotor

Barco WM Rotor

Inzwischen bin ich mir ziemlich sicher, daß eine gezielte internationale Recherche noch diverse andere Parallelerfindungen des Klappflügel-Rotors zum Vorschein bringen würde...

Ein weiteres System, das ich hier einordnen möchte, ist der patentierte Rotor des spanischen Entwicklungsunternehmen Barco WM, bei dem die Einzelblätter allerdings senkrecht angeordnet sind.

2002 erhält diese Erfindung die Silbermedaille der Erfindermesse Gálactica, danach hört man jedoch nichts mehr darüber.

Außer dem hier abgebildeten Modell scheinen auch keine weiteren Rotoren gebaut worden zu sein.

Bereits 1994 läßt sich der Erfinder Vladimir Markovic aus dem slowenischen Ljubljana eine Laufwasser-Pumpe für Flüsse patentieren, deren Klappflügel ebenfalls nach dem hier beschriebenen System funktionieren. Es dauert allerdings bis 2008, als Markovics Firma Izumi die Produktreife der Anlage bekanntgibt.

Der vorgestellte Prototyp besitzt drei Blattpaare, hat einen Durchmesser von 2,4 m und soll in der Lage sein, bis zu 300 m3 Wasser pro Tag zu pumpen (allerdings wird nicht angegeben, bei welchem Höhenunterschied). Der erwartete Preis variiert zwischen 3.500 $ für die Einzelpumpe und 11.000 $ für ein System mit angeschlossenem Generator.

Gilmour-Konzept Grafik

Gilmour-Konzept (Grafik)

Der Erfinder Tom J. Gilmour aus Toronto stellt im April 2007 ein weiteres System vor, das dem von Barco WM ähnelt.

Gilmour nennt seine patentierte Windenergieanlage, die mit 8 tragflächenartigen Flügeln bestückt ist, die von einer etwas kompliziert erscheinenden exzentrischen Mechanik gesteuert werden, ,Tom’s Whirligig’. Bislang scheint es von dem System aber nur einige Grafiken zu geben.

Pierre Dieudonné läßt sich 2007 einen Senkrechtachser patentieren, der ebenfalls mit einer Blattverstellung ausgestattet ist, die dem hier vorgestellten Prinzip entspricht. Der Erfinder vergleicht sein System mit einem Segelboot, das im Kreis herumfährt. Obwohl die Erfindung auf verschiedenen Messen und Ausstellungen mehrere 2. und 3. Preise gewinnt, scheint sie bislang noch nicht umgesetzt worden zu sein.

Im April 2008 veröffentlicht Dieudonné allerdings einen Clip, auf dem ein Prototyp namens ‚Carma’ zu sehen ist, der das Prinzip seiner automatischen Blattnachstellung demonstrieren soll.

Das Modell wiegt 217 kg, hat einen Durchmesser von knapp 2 m und eine Höhe von 1 m, während die fünf klappbaren Einzelblätter eine Höhe von 0,84 m haben.

Carma

Carma

Ebenfalls ab 2007 publiziert der polnische Erfinder Maciej Żurek sein Modell eines Senkrechtachsers mit zwei senkrecht gelagerten Klappflügeln, das im Vergleich zu der Vielzahl anderer Systeme jedoch relativ beschränkt wirkt. Aufgrund seiner Konstruktionsmerkmale gehört es jedoch mit in diese Auflistung. Von einer Umsetzung ist bislang nichts bekannt.

Diverse Systeme erscheinen ab 2007 auch in Form kurzer YouTube-Clips – zumeist leider ohne Angaben zum Entwickler, von technischen Details ganz zu schweigen.

Aus der Vielzahl entsprechender Rotordesigns, die häufig auch nur als grafische Umsetzungen vorgestellt werden, habe ich einige ausgewählt, die mir besonders erwähnenswert erscheinen. Die ,Butler Windmill’ von G. L. Gore beispielsweise besteht aus mehreren, sich automatisch anstellenden Blättern, die auf einer Fahrradfelge montiert sind. Bislang scheint es bei dem kleinen Demonstrationsmodell geblieben zu sein.

Wing Tree-Konzept Grafik

Wing Tree-Konzept (Grafik)

Fast genau wie der Hammurabi-Rotor ist ein ,Wing Tree’ oder ,Clap Trap’-Rotor aufgebaut, der Mitte 2008 in einem Clip präsentiert wird. Er hat allerdings nur zwei waagrechte Achsen, an deren Seiten jeweils zwei nach oben und unten aus- bzw. einklappbare Blatthälften angebracht sind. Über Herkunft des Konzepts gibt es keine Angaben.

Verschiedene Klappflügel werden auch in einigen Clips im September 2008 vorgestellt, wobei der Erfinder zumindest umfassende Kenntnisse bei der grafischen Darstellung beweist. Die aufklappbaren Segel sind mal senkrecht, mal waagrecht angeordnet, rotieren allerdings stets um ihre senkrechte Achse. Leider gibt es auch hier keinerlei Hinweise auf die Urheberschaft.

Unbekannter Klapprotor B

Unbekannter Klapprotor B

Sehr aktiv ist Marc Olive aus Spanien, der sich u.a. riesige Türme mit vertikal rotierenden Blättern vorstellt, die Leitern ähnlich sehen und mit Reihen von Einzelklappen versehen sind.

Neben unzähligen Designs, wie z.B. dreiarmigen Klappen-Rotoren mit gebogenen Flügeln, sowie Umsetzungsvorschlägen, wie Anwendungen auf Schiffen und Gebäuden, stellt er 2008 auch einen Prototypen vor, der groß genug ist um begehbar zu sein.

Unter dem Namen ‚Molino Inteligente’ erlaubt das Modell, sich den Mechanismus der automatisch auf- und zuklappenden Blattsegmente aus den Nähe anzuschauen. Die geschätzte Leistung eines derart dimensionierten Segments mit drei Flügeln und insgesamt 21 Klappen soll 180 kW betragen. Die Flügel sind 3 m hoch.

Molino Inteligente Prototyp 2

Molino Inteligente Prototyp 2

Um einen Eindruck von der Vielfalt des innovativen Oeuvres mit mehr als 20 Mühlenmodellen zu erhalten, empfiehlt sich ein Besuch auf der Homepage des Erfinders und Designers, auf der es neben einigen Clips (© Jorge Gayarre Villoria) streckenweise auch Texte in Englisch und Deutsch gibt (die anscheinend automatisch übersetz sind...). Das Ganze firmiert unter dem Namen Oliran Magevais s.l. in Barcelona.

Seit 2009 verfolgt Olive auch die Idee großer, zylindrischer Windkraftanlagen, bei denen auf Schienen laufenden Rotationssysteme, die mit vielen außen umlaufenden Klapp-Schaufeln versehen sind, etagenweise übereinander gestapelt sind. Zur Energiespeicherung schlägt er Wasserstoff vor.

Vom Mai 2009 datiert die Animation eines weiteren senkrecht rotierenden Mehrblattrotors mit vielen einzelnen Klappblättern, die lamellenartig dem Prinzip des Hammurabi-Rotors folgen. Das System hat große Ähnlichkeit mit den Modellen von Olive. Leider ließ sich dazu nur eruieren, daß der Designer in den USA tätig ist, technische Details gibt es vermutlich keine.

Unbekannter Senkrechtachser Grafik

Unbekannter
Senkrechtachser (Grafik)

Die ,Pivoted Panel Wind Turbine’ erscheint im April 2009 als Clip im Netz. Von ihrem Erfinder ist nur bekannt, daß er in einer Waldregion in Norden des US-Bundesstaates Minnesota wohnt.

Auch dieses Konzept entspricht dem Hammurabi-Rotor, wobei die Blätter diesmal wieder senkrecht stehen und damit dem Modell von Olive ähneln. Bislang gibt es nur das abgebildete Kleinmodell.

Zumindest grafisch überzeugt ein weiterer Senkrechtachser mit vielen klappbaren, waagrechten Tragflächen, dessen Design ebenfalls als ‚open source’ betrachtet werden soll. Der Entwickler Bill Jenkins aus den USA hofft, daß Ingenieure seine Konstruktion nun durchrechnen und umsetzen.

Bei dem im April 2009 ebenfalls als YouTube-Clip veröffentlichten und ,Wind Gin’ genannten System sind die viereckigen Klappen an senkrechten Einzelachsen befestigt (‚J 3’). In einem weiteren Entwurf wird aber auch eine waagrechte Bauweise vorgeschlagen, bei der die Klappen als Tragflächen konzipiert sind, die von Minimotoren gesteuert werden (‚J 2’) – was die Technik sehr verkompliziert.

Wind Gin Grafik

Wind Gin (Grafik)

Eher dem weiter oben präsentierten ,Disc-Rotor’ gleicht ein vermutlich aus Italien stammendes Design, das unter dem Namen ,Gyromag’ (aus: Gyroscopic und Magnus, ein anderer Name ist ,mb3k’ bzw. ,Mirabolatore 3000’) vorgestellt wird. In dem Clip sieht man ein Modell mit zwei Sätzen aus jeweils vier Scheiben, wobei sich der obere Satz in gegenläufiger Richtung zum unteren dreht. Die Einzelklappen befinden sich auf den Scheiben selbst.

Die mittige Lagerung der Rotorenachse erlaubt dem Ganzen aufgrund des Magnuseffekts auch um diese Achse zu rotieren – wobei allerdings nicht klar ist, was der Nutzen dieser Anordnung sein soll. Der Erfinder scheint auch schon ein kleines Funktionsmodell gebaut zu haben, von dem in dem Clip allerdings nur unbefriedigende Ausschnitte gezeigt werden.

Im August 2009 wird ein YouTube-Clip veröffentlicht, auf dem ein fast schon exakter Nachbau des Hammurabi-Rotors zu sehen ist. An den vier waagrechten Achsen, die um 90° hin- und herklappen können, sind rechteckige Blätter angebracht.

Der nicht genannte Erfinder aus Italien erwähnt nur, daß er diesen Prototyp „nach einer Reihe von Studien über die Aerodynamik“ im März 2005 gebaut habe, und daß dieser sehr rund läuft.

Italienischer Rotor

Italienischer Rotor

Unter dem Namen ,Silent Wind Turbine’ wird auf der Chicago Wind Conference 2009 ein Senkrechtachser mit geraden Blattflächen und variablen Anstellwinkeln vorgestellt, der das Resultat einer 15-jähriger Forschungsarbeit ist.

Das herstellende Unternehmen JL CarbonFree Energy Co. Ltd. aus Changchun/Jilin in China, das neben Standard-Kleinwindanlagen und Solarkollektoren auch verschiedene Darrieus-Modelle anbietet, macht durch die veränderbaren Blattwinkel den Schritt zur Hammurabi-Technologie.

Die Firma bietet die neue Turbine in drei verschiedenen Größen an (3 kW, 5 kW und 10 kW).

Im März 2010 zeigt Sam Weiss ein Video seiner Abschlußarbeit am MIT.

Sam Weiss Konzept Grafik

Sam Weiss Konzept (Grafik)

Sein Senkrechtachser besitzt Blätter mit Tragflächenprofil und sich automatisch nachstellenden Winkeln, um stets die maximale Auftriebsenergie abfangen zu können – bzw. auf der gegenüberliegenden Seite den höchsten Grad an Widerstand.


Ich selbst habe Ende 2009 damit begonnen, ein etwas größeres Modell des originalen Hammurabi-Rotors zu bauen, der einen dreirädrigen ‚Windwagen’ bewegen soll. Sobald das Modell fertig ist und sich bewiesen hat, werde ich hier ein paar Fotos veröffentlichen.

Nachtrag 2012: Das Hochskalieren ist nicht so einfach wie gedacht. Es sind noch verschiedene weitere Veränderungen notwendig.


Der MagLev-Rotor


Das chinesische Konzept eines riesigen Senkrechtachsers mit 1 GW Leistung, der in der Lage sein soll, alleine bis zu 750.000 Haushalte mit Strom zu versorgen, wird im Juni 2006 auf der Wind Power Asia Exhibition in Peking vorgestellt. Über 50 Länder zeigen Interesse an dieser Entwicklung. Es handelt sich um die gigantischste Vision im Windenergiebereich, von der ich bislang gehört habe. Andererseits haben bislang aber auch noch über 70 Millionen Haushalte in China keinen Stromanschluß...

Eine Besonderheit der MagLev Windturbine sind magnetische und daher so gut wie vollständig reibungsfreie Lager – was ein schnellen Anlaufen und die Nutzung von Windgeschwindigkeiten bereits ab 1,5 m/s erlauben soll. Man rechnet daher mit einem Stromabgabepreis von unter 5 US-Cent pro kWh. Eine 1 GW Anlage soll sich dadurch bereits innerhalb nur eines einzigen Jahres amortisieren.

Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen magnetischer Lagerungen werden hier keine elektrischen Spulen eingesetzt sondern Permanentmagnete, was die Betriebskosten signifikant senkt. Für die Herstellung dieser Magnete werden große Mengen an Neodym benötigt, das zu den seltenen Erden gehört – allerdings beherrscht China schon heute 90 % des Weltmarktes für Magnete aus seltenen Erden.

Magnetlager mt Elektrospulen

Magnetlager

Auch die Umsetzung des Konzepts erfolgt schnell – jedoch (noch) in wesentlich kleinerem Maßstab. Im November 2007 beginnen in Zentralchina die Bauarbeiten an einer Fabrik zur Herstellung von Maglev-Windturbinen in einem Leistungsbereich zwischen 300 W und 20 kW. In den Bau der Fabrik investiert die Zhongke Hengyuan Energy Science & Technology Co. Ltd. aus Guangzhou 400 Millionen Yuan (= ca. 37,5 Mio. €). Die ersten Produkte sollen bereits Mitte 2008 ausgeliefert werden, anschließend soll mit dem Bau von Anlagen im Leistungsbereich von 400 kW bis 5 MW begonnen werden.

Die Technik selbst wurde von der Firma in Zusammenarbeit mit dem Energy Research Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Guangzhou entwickelt, geleitet wird das Projekt vom Firmenchef Guokun Li.

In den USA soll die in Sierra Vista, Arizona, beheimatete Firma MagLev Wind Turbine Technologies Inc. unter der Leitung des Energieforschers Ed Mazur die neuen Turbinen herstellen. Dieser geht davon aus, daß mit der neuen Technologie ein kWh-Preis unterhalb von 1 US-Cent erreichbar wird. Die Baukosten für eine 1 GW-Anlage veranschlagt er auf nur 53 Mio. US-$, was wesentlich günstiger wäre als konventionelle Windparks gleicher Leistung.

Im Februar 2009 gibt es auf der Homepage des Unternehmens einen animierten 4-Minuten Clip, der die Großversion („...leistet so viel wie 500 Standard-Windrotoren!“) unter dem Namen ‚Regenedyne’ vermarkten soll. Diese gewaltige Anlage, die stark an das obige chinesische Konzept erinnert, soll 2 GW leisten. Neben den zentralen Rotor, der aus riesigen Halbschalen besteht und auf einem magnetischen Feld gelagert ist, gibt es drei große, segelähnliche Leitflächen, die auf Kreisschienen laufen und den Wind auf die Schaufeln lenken sollen. Der Flächenbedarf einer derartigen Anlage wird auf 40 ha beziffert.

Im Januar 2010 soll das inzwischen als Regenedyne firmierende Unternehmen ein Joint-Venture mit der Gazoo Energy Group Inc. aus Irvine, Kalifornien, eingegangen sein, um die Finanzierung einer ersten Anlage zu ermöglichen.

Grafik einer kleinen Maglev Windturbine

MagWind MW1100

Ein ähnliches, aber wesentlich kleineres System für Hausdächer, wurde bereits vor einigen Jahren von Thomas Priest-Brown und Jim Rowan in Kanada erfunden. Ihre ebenfalls magnetische gelagerte ‚MagWind VAWT’ Windturbine ist um 2006 von der Mag-Wind Company LLC in Texas zur Produktreife weiterentwickelt worden und soll von der ebenfalls texanischen Firma Vector Systems Inc. in Richardson produziert werden. Dieser Senkrechtachser läuft in den USA unter dem Namen ‚Magnetically-Levitated Axial Flux Alternator with Programmable Variable Coil Resistance’.

Als erstes will man das Modell ,MagWind MW1100’ auf den Markt bringen, das etwa 1,2 m hoch ist und einen größten Durchmesser von ebenfalls 1,2 m besitzt. Bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 21 km/h soll es 1.100 kW/h im Monat produzieren. Der Preis scheint allerdings über 10.000 $ zu liegen.

Anfang 2007 teilt das Unternehmen mit, daß der Rotor 1,8 hoch wird – doch danach gibt es lange keine neuen Informationen mehr über das Projekt. Erst 2009 erscheint Rowan mit einem stark abgewandelten Design, bei dem sich nur noch drei, dafür aber wesentlich größere Flügel drehen. Das System ähnelt damit wieder stärker seinem Ahnen, dem Savonius-Rotor.

Das neu gegründete Unternehmen Enviro Energies Holdings Inc. in Delaware übernimmt die Lizenz und will die MagWind Rotoren für den Dachaufbau nun unter dem Namen Enviro Energies Turbine in Baugrößen von 2,5 kW, 5 kW und 10 kW auf den Markt bringen, zu Basispreisen von 10.000 $, 21.000 $ und 40.000 $ (zuzüglich Inverter usw.).

Den Verlautbarungen während der Produktpräsentation auf der International Builders’ Show in Las Vegas im Januar 2009 ist zu entnehmen, daß die Enviro-Mutterfirma, die Niagara Center Research Corp., im Laufe der vergangenen Dekade rund 4 Mio. $ in die Entwicklung der MagWind-Technologie investiert hätte, der Ende 2007 auch das US-Patent erteilt wurde. Inzwischen drehen sich bereits rund 30 Prototypen in den USA, Kanada und Italien.

Ebenfalls im Januar bekommt der berühmte Talkshow-Moderator Jay Leno eine 1,5 kW Anlage auf sein Garagendach montiert.

Ab 2009 erscheinen zunehmend YouTube-Clips von kleinen, selbstgebauten Maglev-Rotoren, bei denen zumeist Neodym Ringmagnete zum Einsatz kommen. Von der Struktur her sind sich alle ähnlich, im Grunde handelt es sich um Mehrblatt-Savonius-Rotoren, die statt auf Rollen- oder Wälzlager auf einem Magnetfeld schweben. Es ist allerdings fraglich, ob dies bei kleinen Modellen überhaupt einen Sinn macht.

Eine sehr eigene Form von Windkraftwerk, bei der eine magnetisch levitierende Schwungscheibe mit einem Gewicht von 30 t zum Einsatz kommt, habe ich bereits in der Länderübersicht präsentiert (s.u. Korea).


Nach dieser Übersicht der Vertikalachsen-Anlagen folgen nun weitere Windenergie-Systeme wie Drachen, Luftschiffe, Tornadotürme oder Abwindkraftwerke. Es ist wirklich bemerkenswert, was sich der menschliche Erfindungsgeist im Laufe der Jahrhunderte so alles ausdenkt.


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