Tücken der Technik

Doch nicht nur das Wetter muss stimmen, allzu viele Hindernisse wie Bebauung oder Flugzeugverkehr dürfen den Höhenfliegern nicht ins Gehege kommen. Und so sollen sie in unwirtlichen Gegenden wie Alaska eingesetzt werden, um teure Dieselgeneratoren abzulösen, oder bei Notfällen nach Naturkatastrophen oder militärischen Einsätzen in abgelegenen Gegenden, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, oder auf Inseln. Moritz Diehl betrachtet dabei auch den Flächenverbrauch: »Flugwindkraftanlagen können pro Quadratmeter Flügelfläche so viel Strom erzeugen wie ein Solarfeld mit mehr als 500 Quadratmetern Fotovoltaikfläche«.

Ein großer Vorteil der fliegenden Windanlage ist ihr Gewicht: Sie bringen bis zu 95 Prozent weniger Masse auf die Waage. Ohne Beton und große Mengen Stahl soll so »konkurrenzlos preiswerter Ökostrom« mit Stromgestehungskosten von vier Cent pro Kilowattstunde möglich sein, sagt Alexander Bormann, Geschäftsführer von EnerKite. Andere prognostizieren sogar zwei Cent.

Damit liegen sie laut Schätzung der Bundesnetzagentur unter den sechs Cent, die der Strom bei modernen konventionellen Windrädern kostet. Relevant sei aber die Verfügbarkeit im Jahresmittel, sagt Bormann, denn der erdnahe Wind weht nicht so beständig. Das Testgelände des deutschen Unternehmens EnerKite liegt in Kleinmachnow südwestlich von Berlin. Seine Konstruktion namens EnerKite entspricht dabei der von Flugdrachen.

Das Gerät schraubt sich wie ein Drachen beim Steigen mit dem Winddruck in die Höhe und wickelt mit seiner Zugkraft ein Halteseil ab, das an einer Seilwinde am Boden befestigt ist. Dabei dreht sich die Seiltrommel und treibt den am Boden stehenden Strom erzeugenden Generator an. Ist der Flieger in seiner maximalen Höhe angekommen, gleitet er in einer zweiten Phase im Sturzflug auf eine geringere Höhe, das Seil rollt sich wieder auf, und der Zyklus beginnt von vorne. Wie eine Angel, die immer wieder ausgeworfen und eingeholt wird.

© Enerkite Wie ein Lenkdrachen Strom erzeugt

Bormann ist einmal pro Woche auf dem Testfeld. Sein Prototyp mit 100 Kilowatt Leistung sollte noch im Jahr 2019 starten. 100 Kilowatt, das entspricht der Leistung von 400 E-Bikes oder 40 Dampfbügeleisen. 2020 sollte er marktreif sein und eine halbe Million Euro kosten. Die Idee hatte auch schon Wubbo Ockels, Ex-Astronaut und Professor an der Technischen Universität im niederländischen Delft. Mit seinem »Laddermill« – Leiterdrachen – sollten gleich mehrere Drachen hintereinander an einer Schnur fliegen, um so in den Megawattbereich vorzustoßen. Immerhin, die größten konventionellen Windkraftanlagen mit einer Höhe von 200 Metern erzeugen bald eine elektrische Leistung von zwölf Megawatt.

Meist zu optimistisch

Ganz utopisch scheint diese Leistung für die fliegenden Leichtgewichte nicht zu sein. Das Förderziel des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi): der Einstieg in die fliegende Megawattklasse. Einen Teil der Zuarbeit leistet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), indem es die Flügel robuster macht. Ein anderes viel versprechendes Konzept für die Windfänger sieht Diehl in multiplen Fliegern. Ein langes Halteseil zweigt in der Höhe ab, und dort können dann zwei Flieger »umeinander tanzen«. Damit wäre eine Leistung von vier Megawatt in Höhen von 600 Metern vorstellbar, denn der störende Luftwiderstand durch das Seil wirkt sich nur auf den oberen Teil des Seils aus, so Diehl.

Die bislang mickrige Leistung der fliegenden Windturbinen ist allerdings nicht das Hauptproblem. »Die größte Herausforderung, die es bis dahin noch zu meistern gibt, ist das automatisierte Starten und Landen«, sagt Diehl. Die Segler kommen zwar mit böigem Wind oder einem freien Fall von drei Sekunden allein klar, aber bei Sturm oder Gewitter müssen sie eingeholt werden. Dass das auch in der Praxis funktioniert, will das Leibniz Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik in Hannover zusammen mit dem Unternehmen SkySails Power bis 2020 zeigen. Einige Monate im Dauerbetrieb soll ihre vollautomatische Flugwindkraftanlage mit einer Nennleistung von 100 Kilowatt absolvieren, um diesen Beweis zu erbringen.

Die Technik sei eben immer noch nicht ausgereift, hieß es 2018 in einer Studie der EU, und es sei unklar, wann es die ersten kommerziellen Anlagen wirklich gibt. Aber die fliegenden Windturbinen hätten genügend Potenzial, um weitere Forschung daran lohnenswert zu machen.

Seit Jahren schon betonen Hersteller, kurz vor der Markteinführung zu stehen, andere prophezeiten sogar bereits, mit den Marktpreisen für Elektrizität konkurrieren zu können. Die Wirklichkeit sieht anders aus: Trotz regelmäßiger Ankündigungen gibt es bislang kein kommerzielles fliegendes Kraftwerk – der Praxisbeweis steht noch aus. »Wir sind in der Branche meist zu optimistisch«, meint Alexander Bormann. Auch er geht inzwischen mit seinem EnerKite eher von 2023 aus.