Fisch-Prinzip verbessert Windparks

Werden Windräder mit senkrechter Drehachse gebaut, können sie in kleinerem Abstand zueinander aufgestellt werden und produzieren dabei mehr Strom. Zu diesem Schluss kommen Forscher vom California Institute of Technology. Sie zeigten in Simulationen, dass derartige Windrad-Konstruktionen sogar hundertmal mehr Energie pro Flächeneinheit erzeugen können wie heute übliche Anlagen. Demnächst soll das Konzept, das von Fischschwarm-Analysen inspiriert wurde, in Testanlagen überprüft werden.

Ein großes Manko heutiger Windrädern ist, dass sie aufgrund der Luftverwirbelungen in hohem Abstand voneinander aufgestellt werden müssen. Entsprechend groß ist der Flächenverbrauch und die Ausweitung der Umwelt- und Lärmbelastung, was die Gemüter von Anrainern oft erhitzt. Viel enger geht es laut den Forschern um John Dabiri, wenn man Windräder mit vertikaler statt horizontaler Drehachse verwendet. Die Computersimulation bestätigte eine hohe Effizienz, sobald im und gegen den Urzeigersinn laufende Turbine dieser Art abwechselnd aufgestellt wurden.

Rotoren verstärken den Wind

Erklärbar sei der Effekt laut den Forschern durch die Bewegung des jeweiligen Rotors nebenan, die eine größere Luftströmung bewirke. Die Idee dazu kommt aus der Analyse der Anordnung von Fischschwärmen, die bereits in den 70er Jahren gelungen war. Wenn sie sich im Schwarm bewegen, nutzen Fische eine Formation, die es dem einzelnen Tier erlaubt, sich vom Wasserwirbel der beiden weiter vorne schwimmenden Fischen ziehen zu lassen.

Die Idee von Windturbinen mit vertikaler Drehachse ist ebenfalls nicht neu, wurde jedoch nicht mehr weiterentwickelt, da der von der Seite eintreffende Wind nur ein Viertel des sich parallel zum Boden drehenden Rotors berührt. Dementsprechend ist auch die Energieausbeute geringer als bei heute verbreiteten Windanlagen mit horizontaler Achse, die bis zur Hälfte des Windes in Energie umsetzen können. Der große Abstand heutiger Anlagen – bei Rotorblättern von 100 Metern muss dieser mindestens einen Kilometer betragen – ist jedoch ein großer Nachteil.