TEIL C

Neue Designs und Rotorformen (III)

2005

Ab 2005 entwickelt Prof. Majid Rashidi von der Cleveland State University einen Windturm mit dem Namen Smart Energy Spire, der dem 1996 von Weisbrich präsentierten ‚WARP tower’ (s.o.) ähnlich ist, nur daß Rashidis Turmstruktur spiralförmig aufgebaut ist.

Die Windrotoren sind in zwei Reihen untereinander in den Windungen des gigantischen Korkenziehers in Leichtbaukonstruktion installiert.

Auch hier soll aufgrund des Bernoulli-Effekts der Lamellierung eine Verstärkung der Windströmung erfolgen, wodurch im Vergleich zu Einzelrotoren eine sechs- bis achtfache Ausbeute erreichbar wird.

Ein erstes Modell leistet 300 kW, doch Rashidi plant bereits eine 500 kW Anlage mit insgesamt 20 Einzelrotoren.

Im Jahr 2005 reicht er sein erstes Patent ein (WO-Nr. 2006133122; vgl. EP-Nr. 1896724), 2006 läßt er sich den Begriff Smartenergy Spire als Marke schützen, und 2007 folgt ein weiterer Patentantrag (WO-Nr. 2008141120).

Im Februar 2007 wird bekannt, daß Rashidi gemeinsam mit dem Unternehmen Green Energy Technologies LLC aus Akron in Produktion gehen will, das sich bislang mit ummantelten Rotron beschäftigt (s.u. ), wobei man hofft, schon 2009 einen Umsatz von etwa 93 Mio. $ zu erreichen.

Der US-Bundesstaat Cleveland unterstützt das Vorhaben, auf einem Universitätsgebäude einen ersten Prototypen zu errichten, mit über einer halben Million Dollar, und im Juli 2007 melden die Blogs, daß weitere 1,1 Mio. $ an Steuermitteln für das Projekt bewilligt worden sind.

Auch in die verschiedenen Konzepte des ‚Agri-Tower’, über den im Kapitelteil Windenergie und Architektur noch gesondert berichtet wird, fließt die Technik Rashidis mit ein – hier sogar mit vier Kolumnen ummantelter Windgeneratoren, wie man auf der Abbildung sehen kann.

Die Umsetzung der verschiedenen Konzepte scheint sich allerdings etwas hinauszuzögern.

Erst im Jahr 2009 berichtet die Presse, daß der Erfinder sein Konzept inzwischen so weiterentwickelt habe, daß es nun auch auf New Yorker Dächern Platz finden könne.

An der Cleveland State University wird daraufhin eine Testanlage mit vier kleinen Rotoren um einen schraubenförmigen, zylindrischen Zentralkorpus installiert, die pro Tag 8 kW/h produziert.

Außerdem planen die Cleveland Indian’s, auf ihrem Baseball-Stadion eine Energy Spire Anlage zu installieren.

Bis es soweit ist, dauert es allerdings bis zum März 2012. Dann wird eine 5,4 m breite Anlage mit 4 Rotoren auf das Stadion gehievt, die rund 1 Mio. $ gekostet hat, und die im Mai mit der Stromproduktion beginnt.

Von weiteren Umsetzungsschritten ist bislang noch nichts bekannt.

Ebenfalls im Jahr 2005 läßt sich Raymond Green aus Jackson, Kalifornien, einen Wind power apparatus patentieren, der wie ein Trichter aussieht, in welchem ein umgekehrter Konus steckt, der den Wind auf einen Rotrorkranz richtet (US-Nr. 7.176.584, erteilt 2007; vgl. 7.679.206, erteilt 2010).

Green gründet die Catching Wind Power Inc. (CWP), um sein System unter dem Namen Compressed Air Enclosed Wind Turbine zu kommerzialisieren, wobei er behauptet, daß sein Gerät „den Wind in viermal so viel Energie umwandelt, als wie er gesammelt wird.“ Wie immer man das auch verstehen soll.

Mit einer kleinen, portablen Prototypen, der von der in Middlesex Borough beheimateten Firma Sigma Design Co. entwickelt und gebaut wird, führt Green auch Versuchsfahrten durch, bei denen das Teil auf dem Dachgepäckträger seines Fahrzeugs montiert ist. Das Video der Fahrten wird Anfang 2010 veröffentlicht.

Der Prototyp wiegt 20 kg, die Kranzurbine selbst mißt 30 cm im Durchmesser, während der Trichter an der breitesten Stelle einen Durchmesser von 78 cm hat. Gekostet hat die Herstellung nur 550 $.

2011 werden dem Erfinder Patente in China und Neuseeland erteilt, 2012 in Australien und 27 Ländern in Europa. Viel hat er davon aber nicht.

Zwar gibt es noch bis 2012 diverse weitere Pressemeldungen über den inzwischen fast 90-jährigen Weltkriegs-Veteranen, doch zu irgendwelchen weiteren Umsetzungen kommt es nicht.

2006

Ab 2006 bietet das Unternehmen PacWind Technology aus Torrance, Kalifornien, eine 1 kW Anlage an, die nach dem Modell der Durchström(wasser)turbine konzipiert ist, und damit auch eine weiterentwickelte Abart des Savonius-Rotors darstellen könnte.

Versuche finden außerdem mit einem 5 kW Modell des PacWind Rotors statt, der allerdings mit einer weit höheren Anzahl von Blättern ausgestattet ist.

Anfang 2009 meldet die erst im Jahr davor in Aliso Viejo gegründete Firma WePOWER LLC, welche die Rechte an der Innovation erwirbt, daß man nun die Produktion von 500.000 Stück der PacWind-Turbinen beabsichtigt – alleine in den USA, und innerhalb von nur 12 Monaten.

Diese Anzahl könne bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 16 km/h pro Jahr rund 2,4 Mrd. kWh Strom erzeugen, was zur Versorgung von mehr als 210.000 Haushalten ausreichen würde.

Den Angaben auf der Homepage des Unternehmens zufolge beschäftigt sich WePOWER in der Haupsache mit Windkraftanlagen vom senkrechten Darrieus-Typ.

Als der japanische Kopierer- und Fotoapparate-Hersteller Ricoh im April 2009 am Times Square eine 13,5 m hohe Werbetafel installiert, wird deren LED-Beleuchtung durch 64 Solarpaneele sowie durch 16 seitlich und senkrecht angebrachte schmale PacWind Turbinen gesichert, die pro Tag einem Ertrag von 22 kWh erwirtschaften sollen. Damit könne die Eco Board-Werbetafel pro Monat 12.000 – 15.000 $ Stromkosten einsparen.

WePOWER plant zu diesem Zeitpunkt 25 individuelle Eco-Außenanlagen für Werbetreibende und Medienunternehmen wie Lamar, die bis zum Sommer installiert werden sollen.

Das erste Unternehmen ist WePOWER allerdings nicht, denn schon am Silvesterabend hatte die Coca-Cola Co. an der Ecke 47. Street und Broadway eine neue digitale Werbetafel in Betrieb genommen, die ebenfalls durch Wind mit Energie versorgt wird – die jedoch eingekauft ist, was von Kritikern als Greenwashing bezeichnet wird.

Lange scheinen die PacWind Turbinen jedoch nicht im Einsatz zu sein, wobei ich leider noch keine Details darüber herausfinden konnte, warum. Doch schon im Juni 2010 meldet Ricoh, daß es nun die erste, zu 100 % solar betriebene Werbetafel am Times Square in Betrieb genommen habe, die 62 PV-Paneele sowie 24 Dünnschicht-Solarmodule besitzt. Von Wind ist kein Wort mehr zu hören – jedenfalls nicht in Bezug auf diesen innerstädtischen Standort.

Stattdessen verkündet Ricoh Mitte 2011 die Inbetriebnahme einer eco-board Plakatwand in London. Sie leuchtet nur, wenn ihre 96 PV-Paneele und 5 Windkraftanlagen genug Strom dafür erzeugt haben. Allerdings steht das hoch aufgeständerte Teil an der Autobahn M4 zwischen dem Flughafen Heathrow und Central London – und bei den Windrotoren handelt es es sich um marktübliche kleine 3-Blatt-Rotoren vom Modell Air-Marine 403 des anschließend behandelten Herstellers Shouthwest Windpower.

Ebenfalls 2011 wird in Sydney eine ähnliche Werbefläche installiert, die jedoch nur solar betrieben wird, während  Rotoren erst wieder im August 2014 bei einer Eco-Billboard in Tokio zum Einsatz kommen. Diese Werbetafel besitzt neben PV-Paneelen fünf 1,1 kW Kleinwindkraftanlagen vom Modell Airdolphin des japanischen Herstellers Zephyr, der bei seiner Entwicklung auf Know-how der nachstehend präsentierten Firma Southwest Windpower zurückgegriffen hatte (s.u. Japan).

Von den PacWind Rotoren ist dagegen nie wieder etwas zu hören.

Das bereits 1987 gegründete Unternehmen Southwest Windpower (SWWP) aus Flagstaff, Arizona, ist mit seinen Standardprodukten dagegen sehr erfolgreich, insbesondere mit der im Jahr 1995 auf den Markt gebrachten Air-Baureihe.

Der AirMarine 403 beispielsweise, der dem Alfred-Wegner-Institut in Potsdam zufolge in der sibirischen Arktis und auf Spitzbergen sogar bei Temperaturen von bis zu -70°C sehr zufriedenstellend läuft, hat einen Rotordurchmesser von 115 cm, wiegt 5,85 kg, hat eine Länge von 67 cm, und erreicht bei 12,5 m/s eine Ausgangsleistung von 400 W, die Spitzenleistung beträgt 450W. Er ist lieferbar in 12, 24 und 48 V, und sein Preis beträgt etwa 1.400 $. Unter Skippern kursiert allerdings der Eindruck, daß der Rotor ziemlich laut ist.

Im April 2006 kann das Unternehmen in einer Finanzierungsrunde B insgesamt 8 Mio. $ einnehmen, von dem bisherigen Investor Altira Technology Fund IV LP aus Denver, sowie von RockPort Capital Partners aus Boston, und CTTV Investments LLC einnehmen, dem Venture-Capital-Arm der Chevron Technology Ventures.

Ab Oktober 2006 bietet Southwest Windpower ein neues und wesentlich optimiertes Windprodukt an, den Skystream 3.7, für den es schon im November den Best of What’s New Award des US-Magazins Popular Science gibt.

Dabei handelt es sich um eine 2,4 kW Dreiblattrotor-Kleinwindanlage mit 3,72 m Durchmesser, die 77 kg wiegt, und die sich insbesondere durch ihre charakteristischen, schwertförmig gebogenen Rotorblätter aus GFK auszeichnet. Ihr Preis beträgt rund 15.000 $.

Das Skystream-Windrad ist das erste Gerät aus dem Windenergie-Programm der US Department of Energy, welches weitgehend am Windtechnologie-Zentrum des National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Boulder, Colorado, durchgeführt wird, und an dem die SWWP bereits seit dem Jahr 2000 teilnimmt.

Im Jahr 2007 installiert sogar der ehemalige Präsident George H. W. Bush eine Skystream 3.7 auf dem Besitz der Familie in Kennebunkport, Maine.

Bei dem 2008/2009 durchgeführten Zeeland-Test stellt sich der Skystream 3.7 übrigens als der ertragreichste und auch wirtschaftlichste Rotor unter den 9 untersuchten Modelle heraus (s.u.). Auch in dem Höhenwind-Rohrballon von Altaeros dreht sich ein Skystream.

Im April 2008 kommt der Air Breeze auf den Markt, mit um 30 % größerer Blattfläche als die bisherigen Modelle der Air-Baureihe. Der 200 W Rotor (bei 12,5 m/s) hat einen Durchmesser von 1,17 m, und soll Windgeschwindigkeit von bis zu 50 m/s überstehen können. SWWP bietet außerdem eine Whisper-Serie an, die allerdings sehr konventionelle 3-Blatt-Rotoren hat (Modell 100 mit 0,9 kW, Modell 200 mit 1 kW, und Modell 500 mit 3 kW Leistung).

Im April 2009 investiert der Elektrokonzern GE 10 Mio. $ in Southwest Windpower.

Im Juli 2010 übernimmt Southwest Windpower die Firma Deerpath Energy Inc., ein führendes Unternehmen bei der Standort-Analyse und Bereitstellung von Kleinwindanlagen für Gemeinden und kommerzielle Nutzer, mit dem seit 2007 eine strategische Partnerschaft bestand – und im Dezember die SunWind Solutions, einen Entwickler fortschrittlicher Software für erneuerbare Energiesysteme.

GE engagiert sich aber auch technologisch bei Southwest Windpower, um gemeinsam eine neue 2,4 kW Mikro-Windkraftanlage namens Skystream 600 auf den Markt zu bringen, die eine hohe Effizienz bei einfacher Installation verspricht.

Die Anlage, die erstmals auf der CES 2011 im Januar vorgestellt wird und ab April angeboten werden soll, verfügt über ein verbessertes Design mit größeren Rotorblättern, verbesserte Software und einen verbesserten integrierten Wechselrichter. Damit soll der Skystream 600 etwa 74 % mehr Energie produzieren als der Skystream 3.7. Außerdem wird der Rotor als erste voll Smart-Grid-fähige Windkraftanlage für den urbanen Gebrauch angepriesen. Dahinter steckt allerdings nicht mehr als das Skyview-System der Firma, daß es den Besitzern ermöglicht, die Energieproduktion der Windenergieanlage durch eine Internetverbindung zu verfolgen.

Die Produktionspläne werden allerdings bald darauf gestrichen, da offizielle Stellen behaupten, das neue Modell, das einen Listenpreis von ca. 17.500 $ (installiert) haben sollte, sei nicht zuverlässig.

Im April 2011 erhält das Unternehmen auf der Globe Forum Conference in Stockholm, Schweden, den Globe Sustainability Innovation Award.

Eine exklusive strategische Allianz zur Entwicklung und Herstellung Wind-Solar-Hybrid-Systemen wird im Oktober 2011 mit der Firma Advanced Technology & Research Corp (ATR) angekündigt. Das erste Wind-Solar-Angebot mit dem Namen Skystream Hybrid 6 verwendet einen Skystream 3.7 Windgenerator, sechs 235 W PV-Paneele und eine GPS-gesteuerte, mechanische Solarnachführung, was deren Ertrag um bis zu 35 % erhöht. Die kombinierte Leistung dieses Hybridsystems beträgt 3,8 kW, geeignet für die Abgabe von bis zu 700 kWh pro Monat.

Im Februar 2013 mehren sich Anzeichen von Unstimmigkeiten bei Southwest Windpower. So werden die Preise für ein Modell stark erhöht und die abzunehmenden Mindest-Stückzahlen für Vertriebspartner geändert. Auf der Website des Unternehmens werden ferner drastische Änderungen der Modellpolitik angekündigt. Mitte des Monats wird den Mitarbeitern mitgeteilt, daß die Produktionsstätte in Flagstaff geschlossen wird. 

Die Modellreihe AIR wird die von dem Unternehmen Primus Wind Power aus Lakewood, Colorado, übernommen, einer Tochter der Primus Metals, Inc., das die Produktion der Modelle AIR Breeze, AIR 30 und AIR 40 weiterführen wird., und die Modellreihe Whisper 100 wird überhaupt nicht mehr produziert.  Produktion und Vertrieb des Whisper 200 (1 kW, Dreiblatt-Rotor) und Whisper 500 (3,2 kW, Zweiblatt-Rotor) wrrden per Lizenz an die 2007 gegründete indische Firma Luminous Renewable Energy Solutions Pvt. Ltd. aus New Delhi übertragen, die zum französischen Elektrotechnik-Konzern Schneider Electric gehört. Nach Aussage von Luminous werden die Whisper 200 und 500 bereits seit dem Jahr 2010 in Indien gefertigt.

Im Juli 2013 werden die verbliebenen Vermögenswerte der Southwest Windpower von der Firma XZERES Corp. aus Wilsonville, Oregon, übernommen, die dabei besonders die Skystream-Produktlinie im Auge hat, von der inzwischen schon weltweit mehr als 8.000 Einheiten installiert sind. Insgesamt hat der Windkraft-Pionier Southwest Windpower zum Zeitpunkt seiner Übernahme mehr als 180.000 Windkraftanlagen in über 120 Länder verkauft, davon rund 26.000 Stück des Modells Air-Marine, das besonders im Yacht-Sektor als kleiner Windlader weite Verbreitung findet.

XZERES war 2010 unter dem Namen XZERES Wind Corp., und mit Übernahmen der Abundant Renewable Energy LLC, in den Windmarkt für kleine Anlagen zwischen 2,4 kW und 10 kW eingestiegen. Als Hauptprodukt wird ab März 2011 das Modell 442SR angeboten, das mit einem Rotordurchmesser von 7,2 m bei 11 m/s eine Nennleistung von 10,4 kW hat, und eine Spitzenleistung von 12,2 kW erreicht. Im Mai wird der Firmenname dann in XZERES Corp. geändert, und im Juni 2014 wird eine exklusive weltweite Lizenzvereinbarung für die Herstellung, Vermarktung und zum Verkauf einer 50 kW Windkraftanlage von Argosy Wind Power unterzeichnet, mit welcher die Firma ihre Produktpalette erweitert.

Die Stromerzeugung durch Nutzung des Piezoelektrischen Effekts wurde schon mehrfach versucht, doch erst die ‚Bimorph Generator Structure’, die von zwei Instituten der University of Minnesota entwickelt, und im Februar 2006 vorgestellt wird, scheint eine auch praktisch umsetzbare Methode zu sein, Windenergie ohne rotierende Maschinenelemente in Strom zu verwandeln.

Die flexible, mehrschichtige Matte flattert im Wind wie eine Fahne, wobei die Zug- und Druckkräfte der wellenförmigen Bewegungen, die durch Luftwirbel induziert werden, eine Ladungssteigerung an der einen Folienseite zur Folge haben. Die Energieausbeute von 20 mW ist bislang allerdings noch recht bescheiden, und auch der erreichte maximale Wirkungsgrad beträgt erst 0,01 – 0,1 %. Leider sind auf der Seite der Universität keine weiteren Details darüber zu finden.

Doch an der Technologie arbeiten auch diverse andere Seiten. Ein Wissenschaftlerteam der University of Texas Arlington um Robert Myers und Mike Vickers präsentiert beispielsweise im Februar 2007 ein System aus drei kleinen Windmühlen von jeweils 13 cm Durchmesser, die über eine einstellbare Übersetzung auf einer einzigen Welle montiert sind.

Um die Windenergie in elektrische Energie umzuwandeln, verwenden sie eine piezoelektrische Struktur, bei welcher ein Kurbelarm, der an der Welle angebracht ist, einen Hebel zieht, der wiederum mit zwei Reihen von neun Zweikristallelementen in Form dünner Kunststoff-Folien (Bimorphs) befestigt ist.

Der Hebel bewirkt, daß die Bimorphe zu vibrieren beginnen, und dadurch die Zufallswindströmung in synchrone mechanische Bewegung konvertieren. Der gesamte Generator mit den Maßen 8,7 x 10 x 13,5 cm besteht aus dem Kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS).

Bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 16 km/h kann die piezoelektrisch-elektromagnetische Hybridwindmühle 5 mW Dauerleistung erzeugen, bei 12 V. Um den Wirkungsgrad der Energiegewinnung zu optimieren, arbeitet das Team auch an der Verbesserung des piezoelektrischen Keramikmaterials.

Ein ähnliches System schlägt im September 2007 der Amerikaner Richard Dickson vor, der sich ebenfalls schon seit langem mit der Nutzung der Piezoelektrizität beschäftigt.

Seine Idee ist es, Windbäume zu errichten, die mit ‚Blättern’ aus entsprechenden Folien bestückt sind, wobei jedes Flattern dieser Folien Strom erzeugt, wenn auch nur in geringem Maße. Durch die Masse können damit trotzdem signifikante Leistungen erreicht werden.

Dieselbe Idee verfolgt Mitte 2008 auch der südkoreanische Prof. Cheon Wan-gi an der Cheju National University. Sein 1 m großer piezoelektrischer ‚Baum’ mit 100 Blättern kann aus einer Brise von 1,5 m/s immerhin soviel Strom ziehen, daß eine Standard-AA Batterie in 5 – 6 Stunden aufgeladen wird.

Über weitere Methoden der piezoelektrischen Energienutzung spreche ich ausführlich im Kapitel Mikro-Energy-Harvesting (s.d.).

Lucien Gambarota wiederum entwickelt 2006 in seinem Unternehmen Motorwave Ltd. (s.u. Wellenenergie, Hong Kong) und gemeinsam mit Ingenieuren der University of Hong Kong eine spezielle Windkraftanlage, die schon bei Windgeschwindigkeiten um 2 m/s Strom produziert.

Das System besteht aus einer Vielzahl miteinander verzahnter Minirotoren aus Plastik, mit einem Durchmesser von jeweils 25 cm, die auch leicht an Dächern oder Balkonen installiert werden können.

Als erstes Projekt wird Mitte 2007 ein 18 m langer Schriftzug der Hong Kong Sea School aufgebaut, der aus 396 verschieden eingefärbten Einzelrotoren besteht – eine Werbemethode, die keine Energie kostet, sondern welche erzeugt.

Auch die Taifune, die im August und September mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 110 km/h  über Hong Kong fegen, verkraftet die Anlage schadlos. Im November 2007 wird eine weitere Dachanlage aus 500 Rotoren in mehreren Blöcken errichtet.

Ein Set aus 8 Rotoren, die gemeinsam 50 W Leistung haben, wird zusammen mit einem 2,2 m langen Träger für 199 $ angeboten, ab 2008 auch direkt über die Homepage von Motorwave. 20 Windräder, die bei günstigen Bedingungen rund 40 % des Energiebedarfs einer kleinen Familie abdecken können, werden für rund 200 € angeboten – aber sobald die Massenproduktion beginnt, soll der Preis weiter fallen. In diesem Jahr überstehen die Mini-Windrädchen sogar einen Orkan mit 160 km/h.

Im Jahr 2009 folgen mehrere weitere Installationen in Hong Kong und in Südafrika, außerdem arbeitet Gambarota auch noch an größeren Vielblatt-Rotoren, die anscheinend aber keinen Markterfolg haben.

Als Motorwave im April 2011 einen größeren Produktionsstandort bezieht, werden zeitgleich schon fast 1.000 Installationen in 45 Ländern bekanntgegeben, neuere Meldungen gibt es allerdings keine mehr.

Das Energy Technology Center der Firma AeroVironment Inc. aus Monrovia, Kalifornien, das auch in verschiedenen Bereichen der solar-elektrischen Mobilität aktiv ist (s.u. Elektroflugzeuge, Elektrofahrzeuge sowie Wasserstoff), stellt im Februar 2006 eine Art ‚Windkraft-Bordüre’ für die Oberkanten von Industriebauten oder Bürohochhäusern vor, die aus Reihen kleiner  3-Blatt-Rotoren bestehen.

Die Rotoren des mehrfach patentierten Architectural Wind Building-Integrated Energy Generation System genannten Konzepts sind zwar konventioneller Bauart, neu dagegen ist ihre dem Standort angepaßte Neigung, sowie ein Schild, das den Wind auf die Rotoren lenkt und die Effizienz der Anlage um 30 % steigern soll.

Bei der vorgeschlagenen Bauweise wird der Effekt ausgenutzt, daß sich der auf ein Gebäude treffende Wind beschleunigt, wenn er um dessen Ecken strömt. Dadurch wird an den Kanten ein bis zu 50 % höherer Ertrag möglich als bei konventionellen Aufdachrotoren. Das modulare System beginnt mit einer Leistungsgröße von 6 kW und kann bis zu 100 oder mehr Einzelrotoren umfassen.

2007 gewinnt AeroVironment für sein Architectural Wind System den renommierten red dot Designpreis.

Ab Mitte 2008 wird das Modell AVX1000 angeboten, das 1 kW leistet und nur 60 kg wiegt, wodurch es einfach, und ohne zusätzliche Verstärkungen oder Aufbauten, installiert werden kann. An der Vorderseite besitzt es einen Vogelschutz. Je nach Länge der Dachkante kann eine Vielzahl der 2,5 m hohen und 1,8 m breiten Rotoren zusammengeschaltet werden.

Im August werden auf dem Bürozentrum des Logan Airport in Boston 20 Stück AeroVironment Rotoren mit 5 Blättern installiert, weitere Windturbinen sind bereits auf einer Kartoffelchip-Fabrik in Beloit, Wisconsin, auf der Laughlin Air Force Base nahe Del Rio, Texas, auf dem Adventure Aquarium in Camden, New Jersey, auf dem St. Louis County Government Service Center und andersweo im Einsatz. Das Unternehmen gewinnt in diesem Jahr auch den Annual Design Review award des internationalen Design-Magazins I.D.

Einem im Februar 2009 veröffentlichten Bericht der Lawrence Berkeley National Laboratory zufolge liefert das AeroVironment Windsystem pro kW Nennkapazität und abhängig von dem Windaufkommen einen jährlichen Ertrag von 750 – 1.500 kWh.

Im Mai werden auch auf dem St. Paul International Airport in Minneapolis 10 Stück der 1 kW AeroVironment-Turbinen installiert, Kostenpunkt: 94.000 $. Der Strom soll hauptsächlich den Elektrofahrzeugen des Flughafens dienen. Im Sommer folgen 5 Rotoren auf dem Dach des Museum of Science in Boston, wo insgesamt 5 verschiedene Produkte in den Vergleichstest gehen – neben den AVX1000 von AeroVironment sind dies jeweils ein SkyStream 3.7 vonSouthwest Windpower (1,9 kW), ein Windspire von Mariah Power (1,2 kW), ein Swift von Cascade Engineering (1,5 kW), sowie ein Modell Proven 6 des Herstellers Proven Energy (6 kW). Gemeinsam erwirtschaften die Windrotoren im Laufe eines Jahres jedoch nur 21.057 kWh.

Von weiteren Installationen ist in den Folgejahren nichts mehr zu finden.

Im Juli 2006 wird in den Blogs ein winziges Windrad vorgestellt, das am Fahrradlenker angebracht den LED-Scheinwerfer und das Rücklicht mit Strom versorgt.

Für ihr Windbikelite gewinnen der taiwanesische Designer Hsieh Jung-Ya und seine Firma Duck Image unter anderen den renommierten Red Dot Designpreis.

Bei einer durchschnittlich schnellen Fahrgeschwindigkeit produziert der kleine Generator 3,5 V bei 70 mA. Um auch während eines Halts nicht im Dunkel zu stehen, ist eine Lithium-Ionen-Batterie installiert.

Einen ähnlichen Ansatz verfolgen die Industriedesigner Chang-won Kim, Seo Jung ae und Kang Jin hee mit ihrem Konzept Glove warming, mit dem sie Mitte 2009 am design21 Wettbewerb teilnehmen.

Bei dem Entwurf handelt es sich um ein kleines Windrädchen, das auf den Fahrradlenker geklemmt wird – um mit seinem aus dem Fahrtwind gewonnenen Strom die Griffe zu wärmen.

Außerdem trägt die Windturbine eine Reflexstreifen auf der Vorderseite, der eine sichere Fahrt gewährleisten soll, weil er das Licht der Fahrzeuge in der Nacht widerspiegelt. 

Eine weitere Version der Fahrradlenker-Miniturbinen stammt von dem koreanischen Designer Kangsan YI aus dem Jahr 2010.

Diesmal werden unter dem Namen light of wind sogar zwei Kleinstrotoren mit senkrechter Achse vorgeschlagen, die jeweils einen eigenen ,Scheinwerfer’ betreiben. Dabei kann der einzelne Rotor auch mit einem Knopfdruck ,eingefahren’ werden, damit er ein glattes, windschlüpfriges Außen bekommt.

Auch hierbei handelt es sich um einen Wettbewerbsbeitrag, diesmal zum designboom contest.

Bei diesem bewirbt sich auch noch ein zweiter koreanischer Designer namens Joo Seok Park, dessen ummanteltes Lenkerwindrad airhardor, das wie ein winziges Düsentriebwerk aussieht, seinen Strom direkt in ein Ladekabel für Kleingeräte einspeist.

In allen genannten Fällen handelt es sich bislang ausschließlich um Entwürfe.

Ebenfalls iIm Juli 2006 meldet das aus Daniel Hugo Castez, Kuhn Ana Helvecia Guillamon und Julian Maisano aus La Plata, Buenos Aires, Argentinien, bestehende Erfinderteam das Patent für eine ultra-leichte Windturbine an, die zum Pumpen von Wasser und zum Erzeugen von elektrischer Energie bestimmt ist (WO-Nr. 2007003672).

Die Windkraftanlage besitzt eine Vielzahl von Blättern, die aus leichten Materialien hergestellt, und im äußeren Drittel des Rotors zwischen zwei konzentrischen Stützringen aus einer Aluminium-Legierung angeordnet sind.

Ein Prototyp mit 50 cm Durchmesser wird am Labor für Fluiddynamik der Fakultät für Luftfahrttechnik an der La Plata National University getestet, wobei die Ergebnisse die Erwartungen bestätigten. Bei einer Windgeschwindigkeit von 11 m/s wird eine Leistung von 1,5 kW erreicht.

Im Jahr 2011 werden einige YouTube-Clips veröffentlicht, auf denen ein größerer Rotor in Betrieb zu sehen ist, wobei er bei  10 m/s eine äußerst beachtliche Geschwindigkeit von 8,5 U/s erreicht.

Mit seinen 24 Blättern von 34 cm Länge, die um 7º schräggestellt und mit Polyesterharz und Glasfasern verstärkt sind, erreicht der 2 m durchmessende Rotor ein Gewicht von 16 kg, was aufgrund der Zentripetalbeschleunigung eine Kraft von etwa 25.000 N (ca. 2,5 t) aufbaut.

In der Presse erscheint die Innovation erst im Juni 2014, als sich Castez damit beim Create the Future Designwettbewerb beteiligt. Von kommerziellen Umsetzungen ist bislang nichts bekannt.

Kein zwingend neues Design, aber eine sinnvolle und effizienzsteigernde Methode, ist die Installation zweier gegenläufiger Rotoren an der gleichen Anlage. Diese Technik wird immer mal wieder vorgeschlagen, hat sich bislang aber trotz ihrer Vorteile nicht durchsetzen können.

Eine clevere Umsetzung wird 2006 unter dem Namen Counter Rotating Wind Turbine (CRWT) von der 2003 durch André Wacinski und Max Giarré gegründeten Schweizer Firma Eotheme Sàrl aus Lausanne (später in Bex VD) vorgestellt. Hier dreht jeder Rotor nämlich eine Hälfte des Stromgenerators – einen ‚Stator’ gibt es nicht mehr.

Das 2003 beantragte Patent war 2005 erteilt worden, als Erfinder wird Wacinski angegeben (EP-Nr. 1540177; vgl. WO-Nr. 2004027258; CH-Nr. 703018 von 2011;  sowie WO-Nr. 2013000515 von 2013). Wacinski patentiert auch ein sehr einfaches und kostengünstiges System für das Getriebe, das die beiden entgegengesetzten Drehungen in eine Bewegung überführt.

Die Entwicklung des Systems erfolgt in Zusammenarbeit mit dem  Polytechnikum in Lausanne (EPFL), den Hochschulen in Yverdon, Freiburg und Genf, sowie der Universität Kiel. Die Vorteile des gegenläufigen und getriebelosen Rotor-Generator-Systems werden im Wintersemester 2006/2007 von Prof. Dominique Bonvin am EPFL untersucht, und am Paul-Scherrer-Institut werden Testmodelle im Windkanal untersucht.

Im Abschlußreport wird übrigens eine frühere Untersuchung erwähnt, die von M. Kloss im August 1942 in der Elektrotechnischen Zeitschrift (63. Jhg., Heft 31/32) veröffentlicht worden ist. In Deutschland hatte das Reichsenergieministerium zwischen 1935 und 1945 mehrere dementsprechende Modelle mit Durchmessern bis zu 10 m untersucht.

Informationen aus dem Jahr 2010 zufolge ist die Eotheme noch immer auf der Suche nach Mitteln, um einen Prototyp im industriellen Maßstab mit einer Leistung von 500 kW und einem Durchmesser von etwa 45 m zu bauen.

Ebenfalls im Jahr 2006 wird von den Erfindern Dan Parker und Dennis Noonan in Hillsborough, New Hampshire, die Firma SpiralAirfoil gegründet.

Die beiden arbeiten seit 2006 daran, ein Windkraftanlagen-Konzept namens SpiralAirfoil zu entwickeln, und bauen auch mehrere Prototypen des DNA-inspirierten Geräts, wobei für die Blätter verschiedene Arten von Materialien von Edelstahl bis Kunststoff getestet werden.

Im Februar 2007 wird die erste Anlage aufgebaut, sie hat sechs gewundene Blätter aus Kuststoff, ist 130 cm lang, und mißt im Durchmesser ebenfalls 130 cm. Als nächstes ist eine 3-flügelige Version geplant.

Zwar werden im März 2008 große Fortschritte beim Korkenzieher-Design gemeldet, diverse YouTube-Clips ins Netz gestellt, und in den Folgejahren wird auch ein kleines, buntes Modell namens SandPiper vorgeführt, doch geschäftlich geht es nicht voran.

Zwei Jahre später, am Earth Day im März 2009, demonstrieren die Gründer von SpiralAirfoil ihre Windkraftanlage auf dem Campus der Franklin Pierce University in Rindge, New Hampshire.

Während des akademischen Jahres hatte ein Team von Studenten der Wirtschaftswissenschaften eng mit der SpiralAirFoil zusammengearbeitet, um Marketing- und Geschäftsentwicklungsinitiativen zu entwickeln.

Zu helfen scheint dies aber nicht, denn auch von diesem Windkraftgerät ist später nichts mehr zu hören.

Allerdings taucht im Mai 2014 eine sehr ähnliche Anlage mit dem Namen Liam F1 Urban Wind Turbine auf, hinter welcher der Erfinder Marinus Mieremet und die in Rotterdam ansässige, im Jahr 2006 gegründete Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft The Archimedes BV stehen.

Mieremet kombinierte die Form einer Nautilussmuschel mit den Theorien von Archimedes und seiner eigenen Mathematik, und erstellte so eine neue Turbine, die kaum Widerstand bietet. Sie besteht aus drei Flächen, die in Form von Spiralen in einander gewickelt sind. Dem Entwickler zufolge beträgt der Ertrag fast 90 % des Maximums, das theoretisch erzielbar ist.

Die bereits als ,Revolutionär’ gefeierte 1,5 kW Windturbine für den häuslichen Gebrauch soll daher viel mehr Energie aus dem Wind gewinnen, als die bisherigen Windturbinen, und zudem fast geräuschlos sein. Bei einer Windgeschwindigkeit von 5 m/s im Durchschnitt erzeugt die 100 kg schwere, 1,5 m durchmesssende, und 2 m hohe Liam F1 aus faserverstärktem Kunststoff etwa 1.500 kWh pro Monat.

Getestet wird die neue  Windkraftanlage schon 2007 im Windkanal der Universität Delft. Später folgen Feldtests (-20°C bis +30°C) und Erprobungen durch die koreanische Universität in Pusan und Incheon.

Obgleich die Windturbine erst 2014 – nach 11 Jahren der Entwicklung – öffentlich vorgestellt wird, hat das Unternehmen eigenen Angeben zufolge bereits 7.000 Turbinen-Bestellungen aus 14 Ländern im Auftragsbuch. Der Preis ab Fabrik (ohne Mehrwertsteuer, Transportkosten und Installation) beträgt ca. 4.000 €, die Garantiezeit 2 Jahre. Mit der Auslieferung soll im Juli begonnen werden.

Vorab werden Dutzende von Produktionsmodellen der Liam F1 UWT an Vertreter und Händler verschickt, und der koreanische Innovationspartner EscoRTS stellt die Anlage im April auf der International Green Energy Expo & Conference (IGEEC) in Daegu, Korea, vor. Außerdem erhält der Designer Richard Hutten den Auftrag, ein spezielles Design dieser Windkraftanlage zu entwerfen, das als ,HUTTEN Urban Wind Turbine’ vermarktet werden soll.

Aufgrund des großen Interesses hat Archimedes ferner begonnen, kleinere Turbinenversionen mit 75 cm und 30 cm Durchmesser für den Gebrauch auf Booten, Laternenpfählen und im Wasser zu entwickeln, die unter dem Namen Liam Pole Mini auf den Markt kommen sollen. Gemeinsam mit EscoRTS und der Firma Sapa Pole Products wird die Neuentwicklung in Windkanälen und in städtischen Umgebungen getestet.

Ein Crowdfunding-Projekt zur Entwicklung der Kleinmodelle, das im Juni 2014 startet, geht arg in die Hose. Statt der benötigten 238.100 € kommen nur knapp 13.000 € zusammen. Trotzdem sollen die Rotoren ab Januar 2015 bestellt werden können.

 

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