Die S1500-Windturbine von SAWES erzeugt Strom in 1500 m Höhe, verankert durch ein Kabel, mit Helium gefüllt und skalierbar durch Mikrogeneratoren.
Ein Forschungsteam aus China hat erstmals eine fliegende Windturbine im Megawatt-Bereich entwickelt. Das System der Sawes Energy Technology Company heißt S1500 und verfügt über eine Kapazität von einem Megawatt. Das entspricht in etwa der Leistung einer 100 Meter hohen konventionellen Windturbine. Das System sieht aus wie ein Zeppelin mit dem Querschnitt eines Donuts. Durch den inneren Kanal strömt der Wind und trifft dort nicht auf einen einzigen Rotor, sondern auf zwölf kleinere Generatoren.
Starke Winde in der Höhe
Der Einsatz von Mikrogeneratoren ermöglicht es, solche Systeme leicht in der Größe nach oben zu skalieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Windkraftanlagen, die oft einen großen Rotor und einen zentralen Generator verwenden, verteilen Mikrogeneratoren die Energieerzeugung auf mehrere kleinere Einheiten. Dies reduziert die mechanische Belastung und erleichtert die Wartung, da einzelne Generatoren bei Defekten leichter ausgetauscht werden können. Mikrogeneratoren sind oft kompakter und können flexibel an unterschiedliche Windbedingungen angepasst werden.
Das Turbinen-Luftschiff soll auf 1500 Meter Höhe steigen, wo die Strömungsgeschwindigkeit der Luft deutlich höher und stetiger ist als in Bodennähe. Weng Hanke, Chief Technology Officer des Unternehmens, erklärt, dass der Wind in 1500 Metern Höhe etwa dreimal schneller weht als über Land. Durch die Form des inneren Kanals kann die Strömungsgeschwindigkeit weiter erhöht werden. Die Leistungsabgabe sei dadurch etwa 27-fach höher. Die Flugturbine leitet den erzeugten Strom über ein Kabel zum Boden, an dem das Flugobjekt zudem verankert ist.
Kontakt zum Boden
Die Bodenverankerung stellt eine besondere Herausforderung dar. Die Halteseile müssen nicht nur den erzeugten Strom sicher zur Bodenstation leiten, sondern auch die Stabilität der Turbine in großen Höhen gewährleisten. Starke Winde oder Turbulenzen werden die Leinen belasten. Moderne Systeme wie die des Unternehmens Altaeros verwenden automatisierte Seilwinden, die die Länge der Leinen dynamisch anpassen, um die Turbine in der optimalen Höhe zu halten und bei Unwettern automatisch absenken zu können. Dennoch bleibt die Bodenstation ein kritischer Punkt, da sie mobil, aber gleichzeitig widerstandsfähig sein muss, um an abgelegenen Standorten eingesetzt werden zu können.
Über Laborversuche ist das Projekt längst hinaus. Bereits im Dezember vergangenen Jahres wurde eine kleinere Turbine, die S500, gestartet. Sie stieg nur 500 Meter hoch und erreichte eine deutlich geringere Kapazität von 50 kW. Im Januar 2025 folgte die größere S1000.
Mobile Windenergie
Offenbar ist nicht geplant, ganze Farmen solcher Flugobjekte zu bauen. Weng betont, dass diese Turbinen schnell auch an abgelegene Orte gebracht werden können, um dort Strom zu erzeugen. Aufgrund der großen Höhe können diese Systeme an nahezu jedem Standort eingesetzt werden. Andere Projekte, wie das der Firma Altaeros mit der „Bat“-Turbine, verfolgen ähnliche Ziele. Diese Turbine schwebt in 300 bis 600 Metern Höhe und kann nicht nur Strom erzeugen, sondern auch Wetterdaten sammeln oder ein Wifi-Signal bereitstellen. Solche Zusatzfunktionen machen fliegende Windturbinen besonders attraktiv für entlegene Regionen oder temporäre Einsätze, etwa auf Baustellen. Ein weiteres Beispiel ist das Projekt „X-Rotor“ der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Hamburg, das Multirotoren mit vielen kleinen Rotoren testet, um die Leistung einer 20-Megawatt-Turbine mit geringerem Materialeinsatz zu erreichen.
Kaum Verlust von Helium
Die Ballonstruktur wird von Sawes nicht mit Wasserstoff, sondern mit dem deutlich weniger gefährlichen Helium gefüllt. Die Firma gibt an, eines der grundlegenden Probleme von Luftschiffen gelöst zu haben: die Diffusion des Edelgases durch die Hülle. Diese Turbinen sollen über 25 Jahre lang betriebsbereit bleiben. Ein Punkt, der nicht zu unterschätzen ist, denn diese Technik könnte den Einsatz von Luftschiffen generell revolutionieren. Bislang war der Verlust des teuren Heliums eines der Hauptprobleme für einen kommerziellen Einsatz.
Nicht nur die Chinesen arbeiten an solchen Systemen. Auch „Flying Whales“ mit Niederlassungen in Frankreich und Kanada verfolgt ähnliche Projekte. Ebenso entwickelt die Firma Makani Power, die von Google übernommen wurde, fliegende Turbinen, die wie Segelflugzeuge in Kreisen fliegen und Strom über Kabel zum Boden leiten.
Quelle: SMCP
