Energie: Höchstes Windrad der Welt entsteht in Deutschland - doch es gibt ein Problem
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Rund 300 Meter hoch soll sich künftig der Rotor drehen, 365 Meter der Turm insgesamt in den Himmel ragen, so weit wie der Berliner Fernsehturm. In wenigen Tagen wird sich aus den Wäldern von Brandenburg das höchste Windrad der Welt hinausstrecken, rund doppelt so hoch wie eine bisher übliche Anlage an Land.
Wenn das Wetter stimmt, soll dann auf einer alten Abraumhalde im Lausitzer Braunkohlerevier die Turbine in ihrer luftigen Position angebracht werden – und bald darauf in nie dagewesener Höhe Energie erzeugen. Fast viermal so viel wie ein normales Windrad hat es gekostet.
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Entsprechend groß sind die Erwartungen: Bis zu 60 Prozent mehr Strom als ein konventionelles Windrad soll es liefern, für bis zu 7500 Haushalte, und das noch dazu zwischen bereits bestehenden Anlagen. Denn die Kolosse könnten, so die Überlegung, künftig den Wind in zweiter Etage abgreifen.
Doch der technische Aufwand ist enorm, die wirtschaftliche Rechnung noch offen. Denn ob sich die zusätzliche Höhe tatsächlich auszahlt, hängt nicht nur davon ab, wie viel stärker der Wind in 300 Metern Höhe weht, sondern auch davon, wie teuer der Bau und Betrieb einer solchen Anlage langfristig bleiben.
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Wie realistisch sind also diese Hoffnungen? Und wie lukrativ ist das Ganze? Ein Energieexperte ordnet ein – und sieht vor allem ein Problem.
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Was da im Lausitzer Braunkohlerevier wächst, ist kein Größenwahn, sondern hat einen ganz praktischen Grund: Die Projektbeteiligten wollen verstehen, wie der Wind in derart hohen Lagen weht. Denn niedrigere Anlagen haben mit vielen Tücken zu kämpfen. Nahe am Boden muss sich die Luft um viele Hindernisse herumbewegen, sie verändert oft ihre Richtung und Stärke. Das macht die Strömung nicht nur schwächer, sondern auch unberechenbarer. Es entsteht mal mehr, mal weniger Strom. Die Rotorblätter stehen mal stärker, mal schwächer unter Druck. Die Belastung steigt, die Technik verschleißt schneller.
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Je höher man hingegen baut, desto weniger Hindernisse versperren den Weg, desto gleichmäßiger strömt die Luft. Schon früher standen Windmühlen daher möglichst hoch oder auf flachen Ebenen. Windturbinen werden heute auf möglichst hohen Türmen gebaut. 100 Meter sind es im Schnitt an der Küste, 150 Meter im Landesinneren.
Andere Windverhältnisse
Messungen an Funktürmen und auch am Eiffelturm lassen jedoch vermuten, die optimale Position könnte noch einmal doppelt so hoch liegen – bei bis zu 300 Metern. Es sind Vermutungen, die sich bislang noch nicht handfest prüfen ließen. Es gab schlichtweg keine Kräne, die die Rotoren und den Generator in derartige Lagen hätten hieven können. Das finanzielle Risiko, alternative Techniken zu entwickeln, galt als zu hoch. Zuverlässige Daten, wie viel ein derartiger Koloss liefern könnte und was er kostet, blieben daher bislang aus.
Das Lausitzer Windrad soll das jetzt ändern. Kern der Konstruktion ist ein Gitterturm. Der besteht aus einem äußeren Teil und einem inneren. Auf dem thront wiederum die Turbine, die mithilfe einer Art Teleskoptechnik hydraulisch 300 Meter nach oben fährt.
Fragt man Christoph Winkler, Leiter des Teams „Global Energy Pathways“ am Forschungszentrum Jülich, wie viel ein derartiges Riesenrad bringen wird, sagt er: „Physikalisch bedingt wird ein Höhenwindrad tatsächlich einen höheren Ertrag liefern als ein konventionelles Windrad.“ Messungen an einem ähnlich hohen Mast auf dem Gelände hätten bereits gezeigt, der Wind bläst in derartiger Höhe im Schnitt bis zu 39 Prozent schneller. Seine Energie nehme sogar noch stärker zu: Um bis zu 170 Prozent könne die in luftigen Lagen je nach Monat größer sein als weiter unten.
Besonders deutlich zeigten sich diese Unterschiede im Winter. Durch die atmosphärische Schichtung und das Wetter sei dann der Wind in der Höhe noch einmal deutlich schneller und kräftiger als weiter unten. Ein Punkt, der aus Sicht von Winkler für „unser Energiesystem“ besonders interessant sei: „In dieser Jahreszeit wird weniger Solarstrom produziert.“
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Winkler macht aber auch klar: Der stärkere Wind muss sich nicht automatisch vollständig in einer entsprechend größeren Stromausbeute widerspiegeln. Die Turbinen könnten nicht alle Geschwindigkeiten voll nutzen. Der künftige Ertrag lasse sich daher nicht allein anhand der monatlichen Daten berechnen. „Dazu müsste bekannt sein, wie oft welche Windgeschwindigkeiten genau auftreten.“ Die prognostizierten 60 Prozent mehr Strom hält er dennoch für „grundsätzlich plausibel“.
Seiner Einschätzung nach geht der Vorteil solcher Vorhaben aber weit über den höheren Stromertrag hinaus: Der Platz könnte künftig doppelt genutzt werden – unten drehen sich die herkömmlichen Rotoren, darüber die hochgehängten. Der Abstand sei dabei so groß, dass sich ihre Luftverwirbelungen kaum in die Quere kämen. Die Riesen könnten daher, so eine Überlegung, auch zwischen bestehende Windräder passen. An derselben Stelle ließen sich damit zwei Windparks übereinander errichten. In einem Land mit begrenzter Fläche ein entscheidendes Kriterium.
Wind zu stark
Höhere Ausbeute, mehr Anlagen pro Fläche – trotz dieser Trümpfe stellt sich für den Energieexperten ein grundlegendes Problem: die Kosten. Die höheren Windräder produzieren zwar mehr Strom, sind aber noch viel zu teuer. Um rund 60 Prozent müssten ihre Investitionskosten sinken, damit sie mit ihren kurzen Konkurrenten mithalten könnten. Das, so der Wissenschaftler, sei aber durchaus realistisch, „wenn das Konzept in Serie geht“.
Wie viel günstiger Windtechnik wird, wenn sie in großer Stückzahl entsteht, zeigt ein Blick zurück: Als 1990 in Schweden der erste Offshore-Prototyp entstand, erwartete eine damalige Studie, dass die Serienproduktion die Kosten halbieren könnte. Seither sind die Preise für Offshore-Windenergie massiv gesunken, Nord- und Ostsee voll mit den Anlagen.
Gebaut wird der Lausitzer Koloss von der Gicon-Gruppe mit Hauptsitz in Dresden im Auftrag der 2019 gegründeten Bundesagentur für Sprunginnovationen. Eigentlich sollte er schon am Sonntag vor einer Woche fertig sein. Doch das Unternehmen verschob den Rekord.
Der Grund: zu starke Winde. Die hätten ihnen „nicht mit Sicherheit die Prognose geben können, dass wir durchheben können“, sagte der Geschäftsführer Jochen Großmann. „Deshalb haben wir erst mal gestoppt.“
Der Innenturm ist jedoch laut Gicon bereits auf eine Zwischenhöhe von 250 Metern gehoben worden, die Anlage damit schon jetzt 315 Meter hoch – und längst das höchste Windrad der Welt.