World Wide Wind entwickelt vertikalachsige Offshore-Turbine

Gegenläufige Flügelpaare sollen die getriebelose und schwimmende Windturbine des norwegischen Cleantech-Startups World Wide Wind besonders effizient machen.

Das norwegische Cleantech-Startup World Wide Wind will Offshore-Windkraftanlagen mit radikal neuem Design etablieren. Dabei wirken die Windräder auf den Projektionen so, als wären sie windschief. Doch dies ist gewollt! Es handelt sich um sogenannte schwimmende, vertikalachsige Windturbinen oder abgekürzt VAWT. Sie verfügen über zwei Rotorblatt-Sätze, die gegenläufig sind. Die Entwickler aus Norwegen versprechen sich von der ungewöhnlichen Konstruktion nicht weniger als die doppelte Leistung im Vergleich zu den größten, heute verfügbaren Turbinen. Mit Recht?

Diese Technologie der Energiewende des norwegischen Cleantech-Unternehmens World Wide Wind könnte eine Nische bedienen, die mit herkömmlichen Windkraftanlagen bislang kaum erreichbar ist: Windparks weit vor der Küste, die tief im Ozean verankert werden müssen, sind als klassische, Windturbinen mit horizontaler Achse nicht nutzbar. Denn sie müssen all die schweren Komponenten – vom Getriebe über den Generator bis zu den Flügeln – auf einem langen Mast halten. Die Montage auf schwimmenden Plattformen, die nicht umkippen, ist damit eine beachtliche Herausforderung.

Aber welche Rolle können stattdessen vertikalachsige Turbinen spielen?

Diese neue Technologie zeichnet aus, dass die Rotorblätter zwar nach oben zeigen, aber die schweren Teile sich unten in der Nähe des Bodens befinden. Dadurch ergibt sich ein besonders niedriger Schwerpunkt. So kann Windenergie aus jeder Richtung aufgenommen werden – ohne sich in den Wind drehen zu müssen.

Die Entwicklung wird von World Wide Wind als Counter-Rotating Vertical Turbine (CRVT) bezeichnet.

Ein Nachteil der Vertikalachser ist aber, dass sie weit weniger effizient sind als klassische Anlagen mit drei Rotorblättern. Andererseits wiederum können die vertikalen Anlagen näher beieinander stehen, ohne Leistung zu verlieren. Insgesamt wird also für einen Offshore-Windpark weniger Fläche auf dem Meer benötigt.

Konkret handelt es sich bei der Turbine von World Wide Wind um zwei vertikalachsige Turbinen in einem Konstrukt. Die untere Turbine ist am. Außengehäuse des Turms befestigt (Turmspitze) und kann in eine der beiden Richtungen drehen. Die obere Turbine dreht in die andere Richtung, ist in der Mitte des Turms befestigt (Turmfuß).

Um das Gewicht zu reduzieren, hat World Wide Wind eine Turbine unter der Oberfläche am Rotor befestigt, und die andere Turbine am Stator.

Durch diese Anordnung verdoppelt sich die relative Drehgeschwindigkeit im Vergleich zu einem statischen Stator, wodurch mehr Strom erzeugt wird. Hierdurch wird die Windkraftanlage auch als gegenläufige, vertikale Turbine beschrieben. Die Fähigkeit, sich zu neigen, trägt laut dem Unternehmen auch dazu bei, dass diese Anlagen plötzlichen Windböen standhalten.

Bis zu 400 Meter Höhe möglich

Die bislang größte Windkraftanlage ragt 242 Meter in die Höhe und schafft 16 Megawatt. World Wide Wind möchte eine Erzeugungsanlage entwickeln, die 40 Megawatt schaffen soll – mit einer Höhe von 400 Metern. In einem Interview gaben die Gründer des Cleantech-Unternehmens Stromgestehungskosten von weniger als 40 US-Dollar pro Megawatt an. Das ist halb so viel, wie amerikanische Behörden für Offshore-Windräder im Jahr 2027 prognostizieren.

Ziel des norwegischen Unternehmens ist es, verhältnismäßig rasch zu einem Prototyp zu kommen. Rasch ist aber relativ: 2026 könnte ein 3-Megawatt-Modell in Betrieb genommen werden. Bis zur angesprochenen 40-Megawatt-Anlage könnte es noch sieben Jahre bis 2029 brauchen.

Eine weitere positive Auswirkung einer solchen Anlage mit vertikaler Achse: Die rotierende Turbine wird als natürliches Hindernis von der Tierwelt wahrgenommen, verkündet World Wide Wind. Daneben soll die niedrige Geschwindigkeit der Flügelspitze des vorderen Rotorblatts Vogelschlag verhindern. Und: Die besondere Konstruktion soll auch die Verwendung von Recycling-Material vereinfachen.

Kann World Wide Wind diese Versprechen einlösen?

An der Spitze des Unternehmens steht mit Trond Lutdal ein Unternehmer und Investor, der sich laut seiner Vita insbesondere mit Künstlicher Intelligenz beschäftigt. Als Chef-Techniker ist der Schwede Hans Bernhoff an Bord, der sich als Professor und darüber hinaus seit vielen Jahren mit Elektrischen Hochleistungssystemen und vertikalen Windturbinen beschäftigt.

Allein die Tatsache, dass World Wide Wind noch mindestens vier Jahre von einem Prototyp entfernt ist, deutet darauf hin, dass das Cleantech-Unternehmen noch viele Hürden überwinden muss. Bislang bleibt das Unternehmen Belege schuldig; so gibt es beispielsweise bislang keinen bekannten Prototypen im Mikro-Maßstab. Insbesondere die Lebensdauer der vertikalachsigen Windturbine dürfte eine entscheidende Frage werden. Letztlich benötigt die Technologie sehr große Lager, um insbesondere auch die Gegenläufigkeit zu ermöglichen.

Hoffnungsvoll macht, dass sich die Norweger auf zahlreiche Partnerschaften mit Universitäten wie der von Uppsala oder mit Unternehmen wie Norwegian Energy Partners beruft.