TEIL C

Neue Designs und Rotorformen (IX)

2012

Im Februar 2012 meldet die Presse, daß der schwedische Möbelriese IKEA, der schon seit mehreren Jahren in seiner SOLVINDEN-Linie eine Vielzahl von Solarlampen anbietet, nun auch eine Solar-/Windkraftdeckenleuchte des Designers David Wahl im Angebot hat.

Beworben wird die knapp 25 € kostende Lampe mit den Argumenten der einfachen Nutzung ohne Kabel oder Anschlüsse, der interessanten Lichteffekte beim Drehen im Wind, und den fehlenden Stromkosten, da das Windrad und die oben auf befindliche Solarzelle die Energie für die LEDs liefern.

Diese sollen eine Lebensdauer von 20.000 Stunden haben, während die Akkus der Lampe voll aufgeladen Licht für etwa 12 Stunden geben.  

Neben einer hängenden Version mit einem Durchmesser von 30 cm und einer Höhe von 50 cm gibt es auch eine Art Stehlampe mit der selben Technik. Die Flügel bestehen aus recyclebarem weißem oder farbigem Polypropylen.

Etwas zeitgemäßer sind die ebenfalls windbetriebenen Lampen der Architektin Margot Krasojević aus dem windreichen Wellington in Großbritannien, die im April 2012 in den Blogs auftauchen.

Das Objekt namens Momentum Light bzw. Air Turbine Light  vereint drei aktuelle Dinge: die energiesparenden LEDs, den 3D-Druck, sowie das Konzept vertikaleler Windkraftanlagen. Wobei die Schöpferin von dem Ropatec Windrotor inspiriert worden ist, wie sie selber sagt (obwohl der ein einfacher, gerader H-Darrieus ist, s.d.).

Da es sich um ein beliebig oft reproduzierbares, 3D-gedrucktes Kunstwerk aus einem leichten keramischen Material handelt, kann man nicht mehr von einem Einzelstück reden. Außerdem lassen sich endlos viele Modifikationen und Varianten gestalten.

Im Jahr 2013 gehören die Entwürfe zu den Gewinnern des Inhabitat/Elemental LED Wettbewerbs.

Ein weiteres interessantes Design, das im Februar 2012 erscheint, stammt von Frog Design und trägt den Namen Revolver.

Es handelt sich um eine tragbare Windkraftanlage zur Stromversorgung beim Camping, die bei einem internen Design-Wettbewerb von Core77 als Favorit der Leser ausgewählt wurde. Bei diesem ging es darum, innovative Wege und unerwartete Lösungen zu finden, wie Windkraft durch die Nutzung vorhandener, oder durch Integration in neue Infrastruktur genutzt werden könnte. Dazu findet sich mehr im Kapitelteil Windenergie und Architektur (s.u.).

Der leicht transportable Rotor für Outdoor-Aktivitäten, der auch unter der Bezeichnung Anchorage bekannt wird, hat die Form einer Röhre, deren unterer Teil zu einem Dreifuß aufgeklappt wird, während sich die aus Streifen bestehende Hülle durch Hinaufschieben und leichte Verwindung zu einem vermutlich recht effektiven Darrieus-Rotor mit 8 Blättern verwandelt.

Es wird sogar ein Prototyp gebaut, der allerdings einen konventionellen 3-Blatt- Darrieus hat. Die Designer behaupten, daß das Gerät schon bei einer angenehmen Brise bis zu 35 W leisten kann.

Das Konzept einer ebenfalls mobilen Kleinwindanlage namens Strøm stammt von Andreas Ebermann und Johann Schmidt, die damit einer der Gewinner des 2012 vom Klima- und Energiefonds in Wien veranstalteten ,Energie NeuDenken Wettbewerbs Energienutzung im Jahr 2121’ sind.

Die beiden Designstudenten hatten das innovative Konzept im Rahmen eines Studienprojektes an der Burg Giebichenstein Hochschule für Kunst und Design entwickelt, gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und dem Süddeutschen Kunststoffzentrum in Halle/Saale.

Deren 3,5 kW Generator kann über eine Winde an dem 12 m hohen, segmentierten und drehbar gelagerten Mast hochgezogen werden, was den Auf- und Abbau sehr einfach macht. Von der Entwicklung profitieren sollen insbesondere Reisende, Forscher auf Expeditionen und Nomadenvölker, weitere Einsatzgebiete sind Flüchtlingslager, Katastrophengebiete oder energetisch isolierte Regionen.

Leider ist ansonsten nichts mehr darüber zu finden.

Im März 2012 berichten einige Fachblogs über Wallace Wright Kempkey aus Green Lake, und dessen Erfindung namens Pterofin, das er als ein Gerät der zweiten Generation von Wasser- und Windkraftanlagen betrachtet. Zu diesem Zeitpunkt werden im Kirsten Windkanal und Wassertunnel an der University of Washington (UW) Prototypen für den Einsatz in Wind und Wasser getestet.

Kempkey arbeitet schon seit 2005 an seiner Entwicklung, für die er 2011 das erste Patent beantragt (US-Nr. 20120034079). Miterfinder ist Prof. Robert Breidenthal von der UW.

Im gleichen Jahr gewinnt das Pterofin-Konzept den Großen Preis der Social Venture Plan Competition der Seattle Pacific University, sowie den Honorable Mention Award beim UW Environmental Innovation Challenge, die beide mit jeweils 2.500 $ honoriert werden.

Ziel der Entwicklung ist ein Gerät aus sehr einfachen Materialien, das effizient mit sehr wenig Wind Brunnenwasser an die Oberfläche pumpt, und das wie ein Vogelflügel oder die Hinterflosse eines Fisches funktioniert. Sein erstes Modell aus Balsaholz, Kupferrohren und -stangen, sowie Leim, kostet ihn etwa 50 $. Insgesamt baut er rund 10 Prototypen.

Das aktuelle Design ist einfach und kostengünstig herzustellen, kann aus alten Fahrrad- oder Autoteilen gebaut werden, und benötigt kaum Wartung. Die Pterofin-Anlage, die in Größen von 60 cm bis zu 20 Stockwerken hoch sein kann, ist außerdem leiser und soll den Strom bei geringem Wind bzw. langsam fließendem Wasser besser erzeugen als herkömmliche Strömungsturbinen.

Die weiteren Entwicklungsschritte werden von Kempkey auf seiner Seite gut dokumentiert, wo es auch unzählige Videos zu sehen gibt.

Im April 2012 wird die internationale Patentanmeldung veröffentlicht (WO-Nr. 2012/027502), und im Juli erfolgt die Gründung der Firma Pterofin Inc. mit Sitz in in Seattle, Washington. Eine Kickstarter-Kampagne Anfang 2013 ist allerdings nicht erfolgreich, statt den erhofften 25.000 $ kommen nur 3.798 $ zusammen. Dafür werden im Laufe des Jahres verschiedene neuste Prototypen gebaut und getestet.

Auch 2014 werden immer wieder neue, unterschiedlich große und unterschiedlich gestaltete Modelle entwickelt, die sich zwischen Flossen- und Libellenflügel-Designs bewegen. Andere Prototypen werden mit einem zweiten Flügel nachgerüstet, um die Effizienz zu erhöhen.

Das Unternehmen bietet inzwischen vier verschiedene Systeme an: einen Terrafin Wind Power Einzel-Flügel, einen Dragonfly Wind Power Doppel-Flügel, ein Manta Hydro Power System für den Unterwassereinsatz, sowie ein Skimmer Hydro Power System für den Einsatz an der Wasseroberfläche. In allen Fällen gibt es aber noch keine marktfähigen Produkte, und irgendwelche Zahlen oder nähere technische Daten sind auch nirgends zu finden.

Im Juli 2012 wird dem Erfinder Clay Clark aus Fallon, Nevada, eine Windkraftanlage namens Windstrument patentiert, die auf eine Idee aus den 1980er Jahren zurückgeht, mit deren Umsetzung aber erst 2006 begonnen wird (US-Nr. 8.226.369, angemeldet 2009). Die Entwicklung basiert auf den Segelerfahrungen Clarks, und auch das Design stammt teilweise aus der Segelschiff-Technik.

Bis Ende 2007 werden CAD- und 3D-Modelle entwickelt, sowie von Hand ein Prototyp gebaut, der in der Wüste von Nevada auf einem 15 m hohen Turm aufgestellt wird, wo er trotz der rauhen Bedingungen der Hochwüste über zwei Jahre lang ohne Zwischenfälle läuft.

Bei der Windstrument-Einzelform handelt sich um einen sogenannten konischen Helikoiden, wie er in der Natur bei Tieren und Pflanzen, aber auch bei Tornados bis hin zu Galaxien vorkommt. Nach Angaben der Firma erzeugen die Flügel während ihrer Drehung an ihrer Oberfläche ein Kissen aus Luft, das die Bewegungen ausgleicht und dabei Vibrationen verhindert. Mit diesem optimierten Design soll die Windkraftanlage auch in schwierigeren Verhältnissen wie in Städten, oder bei schwachem Wind, maximale Leistung erzielen. Die Gesamtanlage sieht aus wie ein Turm, der mit vielen kleinen Windmühlen besteckt ist.

Lizenzierte Marketing-Agentur für die Windstrument-Anlage und die damit verbundenen Technologien, die auch für die weitere Entwicklung und Umsetzung verantwortlich ist, die Unified Energies International Inc. (UEI), die sich ansonsten aber auffällig bedeckt hält.

Zwischen 2009 und 2010 werden in Detroit erfolgreiche Windkanal-Tests durchgeführt, anschließend wird von 2010 bis 2012 eine Prototyp-Anlage auf einem Testgelände in Südafrika betrieben. Die Ergebnisse der Feldtest sind nahezu identisch mit den Ergebnissen aus dem Windkanal. Exakte Zahlen und sonstige Daten werden aber nicht genannt.

Im Oktober 2012 gibt die UEI bekannt, daß man nun gemeinsam mit der Firma Asahi Kasei Plastics North America Inc. in Fowlerville, Michigan, einer Tochtergesellschaft der japanischen Asahi Kasei Chemicals Corp., die orchideenartige Windstrument-Turbine zur Serienreife bringen will. Asahi wird die Thermoplast-Materialien zur Verfügung stellen und auch dabei helfen, die Produktentwicklung vorantreiben.

Die Anlage soll sowohl als Einzelturbine für den Privatbereich angeboten werden, als auch in Form mehrerer zusammengeschalteter Einheiten für größere Abnehmer. Diese Flexibilität soll das System so attraktiv machen, da die Kunden die Anlage je nach Bedarf um weitere Windräder ergänzen können. In der Entwicklung sind Turbinen in Größen von 30 - 120 cm im Durchmesser. Es wird aber auch schon an Großanlagen gedacht.

Die Methode, drei Windstruments pro Ebene in V-Form an einem einzigen Mast zu installieren, wird WindOrchard genannt, und unter dem Namen WindVine soll es auch ein Hydrauliksystem geben, das überschüssige Energie aus Perioden mit hohem Windaukommen speichert.

Zwar wird im Juni 2013 gemeldet, daß die Geräte nun in drei Größen von 30, 120 und 180 cm Durchmesser in Produktion gehen – doch danach gibt es keine weiteren Meldungen mehr, was die entschiedenen Kritiker des Systems sicherlich bestätigt.

Im September 2012 präsentiert die Firma JLM Energy Inc. aus Rocklin, Kalifornien, die erst Anfang 2011 von Farid Dibachi und Kraig Clark gegründet wurde, und sich auch mit Photovoltaik und Solarthermie beschäftigt, einen Rotor, der mit neuen Air Blades ausgestattet ist.

Die Zefr Windturbine hat eine Nennleistung von 240 W, und die Blätter, die mit analytische-numerischer Strömungsmechanik und empirischen Techniken entwickelt wurden, wie es heißt, sind aus High-Tech-Verbundwerkstoffe gefertigt, um bei geringem Gewicht hohe Steifigkeit zu bieten.

Interessant ist die speziell entwickelte Nabe, die eine spontane Konfigurierbarkeit von drei, fünf oder sieben Blättern erlaubt, was dem Installateur ermöglicht, die Turbine für das vorliegende Windaufkommen direkt am Montageort optimiert zusammenzubauen.

Ein AutoFurlz genannter Kippmechanismus gestattet dem System bei Windgeschwindigkeiten über 56 km/h den Druck auf die Turbine zu verringern, ohne daß die Energieerzeugung gestoppt werden muß. Dazu gibt es noch ein Elektronikmodul BreezeBox, einen Getriebemechanismus mit integrierter Mikro-Controller-Technologie namens SmartGearbox, sowie eine BrakeBox mit elektromagnetischem Bremssystem.

Das Unternehmen will das Ganze unter dem Namen Wind Array Turbine System (WATS) vermarkten.

Tatsächlich wird Anfang 2014 auf dem Dach des El Centro College in Dallas ein Array aus 80 Zefr-Turbinen installiert, was 240.000 $ kostet. Immerhin soll damit soviel Strom produziert werden, um rund 2.000 Computer auf dem Campus zu betreiben.

Ebenfalls im September 2012 wird von Thomas Olsen die Firma Zephyr Energy Corp. mit Sitz in Boston, Massachusetts, gegründet, das die Entwicklung eines nicht-rotierenden Windenergie-Generators vorantreiben soll, über dessen genauere Funktion bislang allerdings nicht mehr gesagt wird, als daß der Zephyr Windgenerator mehrere Wettbewerbsvorteile hat, wie das einfache, kostengünstige Design, die kompakte Form und der lautlose Betrieb.

Zephyr, ein Spin-out der Northeastern University, plant den Markteinstieg mit einem Miniatur-Windgenerator-Produkt, das den Bedürfnissen von Low-Power Wireless-Sensornetzwerk-Geräten (WSN) und Unterhaltungselektronik-Anwendungen gerecht werden.

Um die F&E und Kommerzialisierungs-Bemühungen fortzusetzen, werden Partnerschaften mit dem Zentrum für Innovationsforschung der Northeastern University sowie mit dem Gordon Engineering Leadership Program geschlossen. Außerdem sucht Zephyr Finanzierungs- und/oder Unternehmenspartner, um die Vermarktung seiner Technologie zu beschleunigen.

Zwar wird in (letzten) FB-Einträgen und Tweets im November 2013 Live-Demonstrationen des Geräts angekündingt – danach wurde aber nichts mehr darüber gehört. Auch auf der Homepage der Firma tut sich bislang nichts.

Anmerkung: Bei dem Unternehmen handelt es sich weder um die in Calgary, Kanada, beheimatete Zephyr Energy Corporation – noch um die Zephyr Energy Corporation aus Denver, Colorado, die ihren Namen 2007 in Nacel Energy Corporation geändert hat.

2013

Als am 1. April 2013 in den Blogs das abgebildete Windrad gezeigt wird, merken viele erst spät, daß es sich dabei um einen Aprilscherz handelt.

Es wird aber auch sehr seriös präsentiert: Demzufolge wollen Wissenschaftler der Universität von Liverpool um Dr. Joe King die Funktionalität der traditionellen Windkraftanlagen durch den Einbau von Photovoltaik-Technologie verdoppeln – um damit jenen Kritikern etwas entgegenhalten zu können, die sagen, daß Windkraftanlagen ja nur sinnvoll sind, solange der Wind weht. 

Getoppt wird dies noch die die Probleme, mit denen das Team angeblich zu kämpfen hat. Bei Computersimulationen wird nämlich herausgefunden, daß auf Turbinen montiert PV-Paneele dazu führen würden, blendende Lichtstrahlen in die Umgebung zu schießen.

Eine echte Sorge ist, daß die Turbinen dabei möglicherweise Piloten blenden und zu Flugzeugabstürzen führen könnten. An besonders heißen Tagen würden die Turbinen sogar solare ,Todesstrahlen’ abgeben, die Gebäude in Brand zu setzen könnten, falls sie sich konzentrieren. Als Lösung werden nicht reflektierende Solarpaneele ausgedacht.

Nun sei das Team dabei zu entscheiden, wo die erste Prototyp-Solar/Windkraftanlage installiert werden soll...

Etwas später im April 2013 erscheint ein Design von Prof. Farzad Safaei, Leiter des IKT-Forschungsinstituts der University of Wollongong im australischen Bundesstaat New South Wales, das auf den ersten Blick noch befremdicher aussieht.

Safaei hat gemeinsam mit seinem Team im Laufe von vier Jahren eine neue Art von Windturbine mit großen Möglichkeiten entwickelt, da das PowerWINDows genannte System überall an den Seiten oder auf den Dächern von Hochhäusern und großen Wohnblocks installiert werden kann.

Details werden bislang nicht bekanntgegeben – und die Beschreibung, daß die Erfindung wie ein Fenster mit einer dünnen Lamellenjalousie aussieht, deren Blätter sich vertikal auf und ab bewegen, ist auch nicht sehr aussagekräftig. Ebensowenig wie die grafische Umsetzung in Form eines riesigen Windfängers zwischen zwei Hochhäusern.

Da das System ohne  großen rotierende Blätter auskommt, soll es auch leiser, betriebsgünstiger und sicherer als aktuelle Windkraftanlagen sein.

Im Rahmen eines Zwei-Jahres-Vertrages mit der Firma Birdon, einem führenden australischen Ingenieurbüro, soll nun eine Prototyp gebaut werden, der getestet und geprüft werden kann, um schließlich eine kommerzielle Version für die Produktion zu konstruieren.

Im August 2013 startet eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, die auf eine interessante Nische im Kleinwind-Markt zielt. Der Initiator Michael Ring hat nämlich einen kleinen Windgenerator entwickelt, der an der Oberkante von Solarpaneelen befestigt werden kann. Ein Argument, das dafür spricht, ist, daß die stromerzeugenden Paneele sowieso schon elektrisch verbunden und ggf. sogar am Netz angeschlossen sind.

Mit seinem kleinen Startup Cleantec Wind wird ein ein Prototyp des schmalen Leichtgewichts-Windgenerator erstellt, dessen Einsatz auch für Zäune, Masten und Pipelines angedacht ist.

Die sogenannte Gust SI Turbine scheint einen ziemlich einfachen Standard-Mehrblatt-Savonious als Rotor zu haben, obwohl es auch Grafiken gibt, auf denen die Blätter mehr nach Savonius aussehen. Fotos des Prototypen werden nicht gezeigt.

Dafür wird behauptet, daß der Generator eine Nennleistung von 2 kW besitzt. Testdaten des Prototyps oder Ergebnisse unabhängiger Versuche werden auch nicht nicht zugänglich gemacht.

Es ist daher kaum verwunderlich, daß die Indiegogo-Kampagne böse in die Hose geht: Statt der Zielsumme von 65.000 $ kommen nur 155 $ zusammen – woraufhin auch dieses Projekt gestorben zu sein scheint.

Im Oktober 2013 wird der angehende Industriedesigner David Engelhorn von der Hochschule Darmstadt in die Endrunde des internationalen Design-Nachwuchspreises James Dyson Award gewählt.

Engelhorn hat einen kleinen portablen Energieerzeuger namens Xarius entwickelt, der die Akkus elektrischer Geräte mithilfe von Windkraft auflädt, wobei er die Idee dafür von den Bienen abgeschaut haben will.

Das Bienenvolk übersteht den Winter auch bei Minusgraden in seinem Stock, indem die Bienen im Bienenstock eine Traube bilden, um sich gegenseitig zu wärmen. Um die Wärme im Innern der Traube zu erhalten, zittert die äußere Bienenschicht kontinuierlich mit ihren Muskeln und Flügeln, wobei sie Bewegung in Wärmeenergie umwandelt.

Dieses Umwandlungsprinzip hat Engelhorn zu einer kompakten dreiflügeligen Windturbine inspiriert, die Wind aus jeder Richtung aufnehmen kann. Außerdem ist Xarius in der Lage, Energie zu speichern. Das ausklappbare Drei-Flügel-System mit seinem im Inneren liegenden Stromgenerator ist dadurch, und aufgrund der leichten und kompakten Form, ein perfekter Begleiter auf Rucksacktouren mit wenig Gepäck.

Auch die Anwendung ist gut durchdacht: Durch das angebrachte Seil mit integrierten Haken läßt sich die Windturbine überall problemlos befestigen, etwa an einem Zelt oder zwischen zwei Ästen eines Baumes. Sobald sich das Seil spannt, öffnen sich die Flügel, die bereits bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten zu rotieren beginnen und den ebenfalls im Inneren liegenden Akku aufladen. Eine am Befestigungshaken angebrachte LED zeigt bei Druck den momentanen Ladestatus des Akkus an. Wieviel Energie das Wander-Windrad erzeugt, verrät Engelhorn nicht.

Da er den Dyson Award – und mit ihm umgerechnet rund 35.000 € Preisgeld – dann doch nicht gewinnt, ist es auch nichts mit dem Startkapital, um aus der Idee ein Produkt zu machen. Was sehr schade ist.

Ebenfalls im Oktober 2013 meldet die Presse, daß sich nun auch der bekannte italienischer Architekt Renzo Piano mit der Windenergie beschäftigt.

Die von seiner Firma Renzo Piano Building Workshop (RPBW) in Partnerschaft mit der ebenfalls italienischen Enel Green Power SpA entwickelte innovative Windturbine mit dem Namen Libellula – sie wurde durch die transparenten Flügel einer Libelle inspiriert – hat nur zwei Blätter, deren durchsichtige Plexiglas-Oberflächen die innen liegende Kohlefaser-Struktur zeigen. Winde von nur 2 m/s sollen ausreichen, um den Rotor kontinuierlich in Rotation zu versetzen.

Sehr eigenständig ist auch die Windfahne, die aus einem rotierenden Kranz löffelförmiger Blätter besteht, und damit an Hubschrauber Heckrotoren erinnert.

Der Prototyp der 55 kW Windturbine mit ihrem schlanken, 20 m hohen, abgespannten Mast wird nun auf einem speziell ausgestatteten High-Tech Testfeld in Molinetto, Provinz Pisa, getestet. Innerhalb von zwei Monaten speist sie über 1.200 kWh in das lokale Netz ein. An dem endgültigen Design hatte sich das Studio Favero & Milan in Venedig, an dem Bau die Firma Metalsistem aus Rovereto, Trient, beteiligt.

Bevor mit der Massenproduktion begonnen wird, sollen die Prüfungen aber noch mehrere Monate lang fortgesetzt werden. Bislang gibt es keine Neuigkeiten darüber.

2014

Das Jahr 2014 beginnt mit einer verblüffenden Meldung, derzufolge die Forscher Smitha Rao und J.-C. Chiao von der Universitäty of Texas in Arlington eine extrem kleine Windmühle entwickelt haben, mit der in Zukunft Handys u.ä. aufgeladen könnten.

Die Mikro-Windmühle mißt an ihrer breitesten Stelle lediglich 1,8 mm, sodaß auf beispielsweise einer Smartphone-Hülle einige tausend Stück davon Platz hätten.

Da das winzige Gerät  aus einer Nickellegierung besteht, ist es auch ausreichend stabil, um dem täglichen Gebrauch standzuhalten und dabei auch noch gewinnbringend zu funktionieren. Bei Tests im September 2013 widersteht das Teil auch starken Winden ohne Materialbruch.

In den Entwürfen verbinden sich Origami-Konzepte mit herkömmlichen Layouts von Wafer-großen Halbleitervorrichtungen, so daß sich aus zweidimensionalen Metallteilen selbstorganisiert komplexe, bewegliche, mechanische 3D-Strukturen bilden können. Hierzu wird eine planare Multilayer-Galvaniktechnik verwendet, die von dem taiwanische Mikroelektronik-Unternehmen WinMEMS Technologies Co. optimiert wurde, das sich seit 2013 als Industriepartner an der Entwicklung beteiligt.

Da die Produktionskosten von einer Windmühle ebenso hoch sind wie die von hunderten, wenn nicht gar von tausenden, geht WinMEMS auch eine wirtschaftliche Partnerschaft mit der Universität ein, um die Innovation in eine kostengünstige Massenproduktion und Kommerzialisierung zu überführen.

Einsatzgebiete für die auf flachen Platten aufgebrachten Mikro-Windmühlen könnten aber auch die Außenwände von Gebäuden sein, wo sie Energie für Beleuchtung, drahtlose Kommunikation oder Sensoren aller Art ernten.

Nachdem in den vergangenen Jahren immer wieder von erfolglosen Croudfunding-Kampangen die Rede war, freut es mich, nun auch einmal von einem positiven Gegenbeispiel berichten zu können.

Bei dem im April 2014 gestarteten Kickstarter-Projekt handelt es sich um eine mobiles und zusammenklappbares Senkrechtchser-Mini-Windrad namens Trinity, die zum Laden kleinerer Elektronikgeräte gedacht ist, und zu einem Verkaufspreis von 399 $ auf den Markt kommen soll. Initiator ist die in Clarkfield, Minnesota, beheimatete Firma Skajaquoda von Einar Agustsson.

Das aus Kunststoff gefertigte und wasserdichte Objekt bildet einen 30,5 cm langen Zylinder, wenn es nicht in Gebrauch ist - andernfalls sind drei 28 cm lange Aluminium-Stützbeine ausziehbar, um die jeweils 30 cm langen Savonius-Blätter der Turbine in Betrieb setzen zu können.

Zumindest auf dem Papier soll Trinity 15 W bringen, um den integrierten 15.000 mAh Akku aufzuladen. Was anscheinend gnügend Eindruck macht, denn statt der benötigten 50.000 $, um die Produktion zu beginnen, stellen 339 Unterstützer einen Betrag von 75.319 $ zur Verfügung. Mit der Auslieferung soll Anfang 2015 begonnen werden. Geplant wird außerdem ein Modell Trinity 100, das bis auf 100 W kommen und 499 $ kosten soll.

Am Create the Future Designwettbewerb beteiligt sich im Juni 2014 auch der deutschstämmige Ingo Valentin aus Elm Grove, Wisconsin, mit dem Entwurf einer großen hydrostatischen Windkraftanlage, bei der sich in der Gondel eine Radial-Kolbenpumpe befindet, welche die Rotationsenergie in hydraulischen Druck umwandelt, der durch eine Leitung bis zu einem hydraulischen Generator am Boden geleitet wird.

Ein bislang nur als Entwurf vorliegendes hydrostatisches Windkraftwerk mit 5 MW Leistung soll nach Berechnung der Pumpenverluste einen Wirkungsgrad des gesamten Antriebes, vom Rotor bis zur Welle des Generators, von ca. 89 % erreichen. Dabei reduziert das Konzept das Gewicht auf der Turmspitze der Anlage um etwa 50 %.

Weitere Argumente sind laut Valentin die niedrigeren Kosten, die hohe Effizienz und die längere Lebensdauer. Eine praktische Umsetzung ist bislang noch nicht erfolgt.

Valentin besitzt eine ganze Reihe von Patenten, z.B. für Taumelscheiben-, Axial- und Freikolbenmotoren (z.B. DE-Nr. 3423467 von 1984).

Die im Jahr 2010 gegründete Firma Valentin Technologies LLC beteiligt sich mit einem 5-Personen-Fahrzeug, das von einem hydrostatischen Motor angetrieben wird, an dem im gleichen Jahr durchgeführten, 10 Mio. $ schweren Automotive X-Prize.

Auf der Firmenseite sind aber noch diverse andere Umsetzungsvorschläge für die Technologie zu sehen, wie als Energiespeicher für Lokomotiven, als Allrad-Antrieb für Kettenfahrzeuge oder sogar zum Betrieb eines Hochgeschwindigkeits-Hubschraubers.

Im August 2014 veröffentlichen die Blogs einen Beitrag zur diesjährigen, bereits 3. Land Art Generator Initiative Competition in Kopenhagen, der von einem Team um Hooman Tahvildar Akbary aus Teheran im Iran stammt.

Unter dem Titel Blowing Horn konzipieren die Designer eine liegende, 120 m lange  Windenergieanlage, die mit mehreren, nach hinten immer kleiner werdenden Rotoren ausgestattet werden soll, die alle auf einer einzigen Antriebswelle sitzen. Hierbei wollen sie auf die von Doug Selsam entwickelte Technologie zurückgreifen (s.o. 2003).

Das Design-Team geht davon aus, daß sich die Geschwindigkeit des Windes aufgrund des Venturi-Effekts zum schmaleren Ende des Horns hin steigert. Vorne soll die lichte Weite knapp 50 m betragen.

Gleichzeitig ist die große Basis, auf der das Windhorn ruht, als Kanal gestaltet, um den Wind auf dem Deck und an der Außenhülle des neuen ,goldenen Horns für die umweltfreundliche Energieproduktion, durch eine Windbelt-Array zu führen, der von Shawn Frayne Einfachst-Technik (s.o. 2004).

Das dem Namen entsprechend geformte Objekt verweist auf die Blashörner, die seit Urzeiten von Menschen verwendet werden, um über große Entfernungen miteinander zu kommunizieren.

Im Juli 2014 präsentieren vier studentische Teams aus Deutschland ihre kreativen Kleinwind-Prototypen, die während der Realisierungsphase des 2. Wettbewerbs ,renewable energy challenge’ (Reech) entstanden sind.

Während die 2011 von Studenten gegründete Initiative und Hochschulgruppe am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die Stromerzeugung mittels Solarthermie zum Thema des 1. Konstruktionswettbewerbs während des Semester 2012/13 machte, geht es diesmal um die Stromerzeugung durch Windkraft, wobei die unterschiedlichen Anlagen auch im Windkanal des Instituts für Strömungsmechanik (ISTM) getestet werden. An der Konzeptphase beteiligten sich sieben Teams aus ganz Deutschland, von denen vier ihre Entwürfe schließlich auch realisieren.

Die Duale Hochschule Baden-Württemberg Heidenheim (DHBW) stellt ein Gerät namens AnemoTec vor, das anstelle von Windflügeln über ein schraubenähnliches Gewinde verfügt (ein umfunktioniertes Meßgerät, das aus der Gewässerkunde stammt). Der Vorteil davon sein, daß die Windkraft nicht nur von einzelnen Flügeln übertragen wird, sondern über die gesamte frontal angeströmte Fläche. Durch eine geschickte Führung des Luftstroms erhöht sich zudem die Windgeschwindigkeit und damit das Drehmoment.

Von der Hochschule Offenburg stammt ein Offenburg-Vertikal genanntes System, das zwei halbkreisförmige Flügel besitzt, die zu einem S angeordnet sind. Drei Leitbleche verbessern die aerodynamischen Eigenschaften der Windturbine, indem sie den Flügel, der sich gerade mit seiner geschlossenen Seite gegen den Wind dreht, abschirmen, und den Wind direkt auf die offene Seite des Antriebflügels umleiten.

Vom KIT selbst beteiligen sich zwei Teams. Das eine stellt mit dem WindZip ein Kleinwindrad vor, das aus neun leicht gekrümmten Blechen besteht, die in unterschiedlichem Abstand und auf unterschiedlicher Höhe um die vertikale Achse kreisen. Um die Windkraftanlage, die zusammengepackt in einen gewöhnlichen Reisekoffer paßt, vor Überlast zu schützen und leichter abbauen zu können, ist sie mit einem Drehzahlbegrenzer und einer Feststellbremse ausgestattet.

Das zweite Team präsentiert einen Notstromgenerator am Seil, der den Namen EnergyPack trägt. Das 110 cm lange Paket ist ein längliches, dreieckiges Kunststoffgehäuse aus transparentem PVC, das unter anderem Seile und einen  2,5 W Dynamo enthält. Dabei lassen sich die drei Seitenteile der Verpackung so zusammenstecken, daß sie kreisförmige Windflügel bilden, die frei drehbar an einem gespannten Seil befestigt werden. Das Windrad erzeugt genügend Energie, um ein mitgeliefertes Notfunkgerät zu betreiben.

Der kostengünstige Prototyp, der schon für einen Preis um 50 € angeboten werden könnte, überzeugt schon bei geringen Windgeschwindigkeiten mit guter Leistung – und gewinnt den 1. Platz. Zweiter wird das AnemoTec-Team aus Heidenheim, welches mit 181 W die größte gemessene Leistung erreichen kann, während den geteilten dritten Platz das WindZip-Teams vom KIT sowie der Savonius-Rotor aus Offenburg belegen.

Die nächste renewable energy challenge 2014/2015 ist übrigens zum Thema ,UrbanEnergy’, ausgeschrieben. Die Studierenden sind dazu aufgerufen, Konzepte für ein Kleinkraftwerk im städtischen Umfeld zu entwickeln und umzusetzen.

Das jüngste Design beim aktuellen Update stammt von dem Produktdesigner Arman Emami und seinem Büro EmamiDesign in Berlin.

Das flexibele System namens Windflock ist von der Modularität der LEGO-Bausteine inspiriert – und besteht aus einer Vielzahl von Mini-Windmühlen, die ähnlich zusammengesteckt und aneinander angeschlossen werden können.

Miteinander verbunden ähneln die entstehenden Strukturen denen von Kristallen oder chemischen Verbindungen.

Das Windflock-Konzept gewinnt einen Best of the Best Preis bei den Red Dot Awards 2014.

Womit nur zu sagen bleibt: Arman, dönüşüm ile başlayın!

 

Ich bin überzeugt davon, daß eine professionelle Recherche noch sehr viele weitere Modelle, Innovationen und Ideen finden würde, die möglicherweise auch technisch überlegen und sinnvoll sind. Vielleicht läßt sich die vorliegende Übersicht eines Tages - mit der entsprechenden Förderung - zu einem tatsächlichen Lexikon der Windkraft-Innovationen ausbauen.

Und vielleicht überlegen sich die Schwadrone an Erfindern einmal, ob sie nicht besser gemeinsam EIN praktikables und günstiges System entwickeln sollten - den ,Volkswagen’ der Windenergie sozusagen - anstatt die tausendste ,neue’ Windkraftanlage zu erfinden...

 

Weiter mit Windenergie und Architektur...