Einmal Sonne mit Wind, bitte!

Acht Uhr morgens, der Wecker klingelt. Max Schurath quält sich langsam aus dem Bett. Die Augen noch halb geschlossen, das Gehirn noch im Schlafmodus. Die verschlafene Stimmung findet ein abruptes Ende, als der Student die Dusche aufdreht. Das Wasser ist eiskalt. Familie Schurath gewinnt Strom und Wärme aus solarer Strahlung mithilfe von Photovoltaikplatten auf dem Dach.

 „Da die Solarenergie nicht ausreicht, müssen wir zusätzlich anderen Strom nutzen“, sagt Schurath. Mit anderem Strom meint er Strom, der nicht selbst produziert wird. Genau für diesen Fall analysiert der Forscher Johannes Weber am bayerischen Technologiezentrum für privates und ressourcenschonendes Wohnen (E-Home Center) das Potenzial der Nutzung von Kleinwindkraftwerken in urbanen Gebieten. Sie sollen die Ergänzung zur Solarenergie bieten und so zur Erhöhung der autonomen Energieversorgung beitragen.

Das Zusammenspiel von Sonnen- und Windenergie

Die Sonne ist unser größter Energielieferant und hat damit theoretisch das höchste Potenzial im Bereich der erneuerbaren Energien. Im Sommer ist die Anzahl der Sonnenstunden sehr viel höher als im Winter, weshalb Sonnenstrahlen nur in den Sommermonaten ausreichend Energie liefern. Wie Familie Schurath haben Verbraucher daher Probleme, sich das ganze Jahr mit Sonnenenergie zu versorgen. In den Wintermonaten ist im Gegenzug der Wind stärker. Deshalb gelten Sonne und Wind als sich ergänzende Energiequellen. Damit private Verbraucher den Wind besser nutzen können, sollen Kleinwindkraftwerke in den eigenen Garten oder auf das Dach gebaut werden. Im Gegensatz zu großen Windrädern sind diese Anlagen für den privaten Gebrauch gedacht. Es gibt vertikal und horizontal rotierende Kleinwindanlagen. „Die vertikalen Windanlagen sind leiser, kompakter und windrichtungsunabhängig. Wir untersuchen diese im Hinblick auf den Einsatz in urbanen Gebieten“, sagt Weber. Der Forscher legt den Fokus auf die Optimierung der Akustik. Das Ziel ist eine leise Funktionsweise und somit eine höhere soziale Akzeptanz, damit die sonst als störend betrachteten Windanlagen an Ansehen gewinnen.

Versuchsstand des Lehrstuhls für Prozessmaschinen und Anlagentechnik in Erlangen. Foto: Kurt Fuchs foto bei Kurt Fuchs / © copyright by Kurt Fuchs, Tel. 09131-777740 Am Wei chselgar ten 23, 91058 Erl angen www.fuchs-foto.de

Versuchsstand des Lehrstuhls für Prozessmaschinen und Anlagentechnik in Erlangen. Foto: Kurt Fuchs

Die Bundesregierung betrachtet den Umstieg auf regenerative Energien als notwendigen Schritt und fördert aus diesem Grund die Forschung in diese Richtung. Im Vergleich zu Kohle- oder Atomkraftwerken ist Wind überall verfügbar. Kleinwindkraftwerke können die Energie direkt beim Verbraucher erzeugen. Die Transportwege sind kurz und die Übertragungsverluste gering.

Auch in Entwicklungsländern, in denen es keinen Anschluss an das Stromnetz gibt, sollen die vertikalen Anlagen vermehrt eingesetzt werden. Das von Wissenschaftlern der Technischen Hochschule Nürnberg geleitete Forschungsprojekt „Überwindung der Digitalen Spaltung durch Nutzung erneuerbarer Energien“ verbindet Photovoltaik und Kleinwindanlagen in Indien. Das Projekt soll mit dieser autarken Energieversorgung Armut und die vorherrschende Landflucht verringern.

Es gibt aber auch Kritiker

Dennoch sagt Benjamin Fuchs, Energiemanager bei dem Automobilzulieferer Continental und Dozent der Technischen Hochschule Nürnberg: „Die Effizienz der Kleinwindanlagen als Ergänzung zu solarer Energie ist nicht zu 100 Prozent zufriedenstellend“. Windenergie reicht in den meisten Fällen nicht aus, um den Energiebedarf mit Photovoltaik zusammen abzudecken. Das Unternehmen Continental baut derzeit ein Gebäude in Regensburg und setzt als Ergänzung zur Photovoltaik nicht auf Windenergie sondern auf Geothermie, die Nutzung von Erdwärme. Der Wind weht nicht kontinuierlich und reicht in diesem Fall als Energielieferant nicht aus.

Die Forschung im Bereich der Kleinwindanlagen steht noch am Beginn. Die Anschaffungskosten sind sehr hoch und die Wirkungsgrade noch nicht überzeugend für die meisten Verbraucher. Auch im Hause Schurath bleibt es ausschließlich bei Photovoltaikanlagen. Um die ergänzende Heizung anzustellen, muss Max Schurath in den Keller laufen und warten, bis diese warm läuft. Heute duscht der Student lieber kalt und kommt pünktlich in die Vorlesung.

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