Die Projektpartner SkySails Power, EnBW, Omexom und Leibniz Universität Hannover haben das SkyPower100-Projekt zur Energiegewinnung aus Höhenwind, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, erfolgreich abgeschlossen.
SkyPower100 ist das weltweit umfassendste Projekt zur Demonstration eines automatisierten Höhenwindenergiesystems. Seit 2019 ist im Rahmen des Projekts in Klixbuell/Schleswig-Holstein ein Höhenwindenergiesystem mit Drachen von bis zu 120 m² in Betrieb. Damit ist Klixbuell der Standort mit der mit Abstand längsten Betriebserfahrung von Höhenwindenergiesystemen weltweit. Die umfassenden Genehmigungen für den Standort in Nordfriesland ermöglichen den Betrieb der Anlage unter idealen Bedingungen und dienen nun als Vorbild für die Planung von Höhenwindenergieprojekten weltweit. Nach erfolgreichem Abschluss des Projekts wurden alle notwendigen Genehmigungen für den weiteren Betrieb der Anlage erlangt.
Im Verlauf des Projekts wurden insbesondere große Fortschritte in den Bereichen Automatisierung und Flugsteuerung erzielt. Im Rahmen des Projekts konnte das Höhenwindenergiesystem umfangreich validiert und Erkenntnisse zur Haltbarkeit zentraler Komponenten wie Drachen und Leinen gewonnen werden. Für die zukünftige Serienproduktion wurden verschiedene Materialien und Fertigungstechniken im Labor untersucht.
Das Höhenwindenergiesystem wurde von der SkySails Power GmbH entwickelt und gebaut. Das Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik der Leibniz Universität Hannover war für die Entwicklung des ausgeklügelten Antriebsstrangs verantwortlich. Die Erprobung des Antriebsstrangs im Labor und dessen Anwendung im Feld dienten als Grundlagenforschung für die Skalierung von Höhenwindenergiesystemen in den MW-Bereich. Der Projektpartner Omexom Renewable Energies Offshore GmbH (ehemals EWE Offshore Service & Solutions GmbH) leitete die Themen Standortsuche, Genehmigungen und Infrastruktur. Im Rahmen dessen wurde auch die Umweltverträglichkeit von Höhenwindenergiesystemen untersucht. EnBW Energie Baden-Württemberg AG analysierte die Zulassungsanforderungen, Umweltwirkungen und Sicherheitsaspekte von Höhenwindenergiesystemen mit Fokus auf eine generische Untersuchung internationaler Rahmenbedingungen.
Vorteile und Betrieb von Höhenwindenergiesystemen:
Erstmals ermöglichen Höhenwindenergiesysteme die Nutzung der Energieressourcen des Windes in mehreren hundert Metern Höhe. Da der Wind in größeren Höhen stärker und konstanter weht, bieten Höhenwindenergiesysteme eine sehr gleichmäßige Produktion von grünem Strom. Die landschaftlichen Auswirkungen beim Bau von Höhenwindenergiesystemen sind vergleichsweise gering. Das leichte und kompakte Design erlaubt zudem die Installation in schwer zugänglichen Gebieten. Gleichzeitig schonen Höhenwindenergiesysteme dank ihres materialarmen Designs wertvolle Ressourcen und sind im Betrieb besonders umweltfreundlich.
Insgesamt stellen Höhenwindenergiesysteme eine zukunftsweisende Ergänzung zu bestehenden Technologien zur nachhaltigen Stromerzeugung dar und können den Ausbau einer dezentralen erneuerbaren Energieversorgung in Deutschland sowie international weiter beschleunigen.
Für die Energieerzeugung steigt der automatisch gesteuerte Kraftdrache in Achterbahnfahnen auf, angetrieben vom Wind. Während er an Höhe gewinnt, wickelt er eine Leine von einer Bodentrommel ab. Die Zugkraft treibt einen Generator im Inneren der Trommel an, der Strom erzeugt. Hat die Leine ihre maximale Länge von 800 Metern erreicht, steuert der Autopilot den Drachen in eine neutrale Position mit minimalem Luftwiderstand und Auftrieb. Während die Trommel nun nur einen Bruchteil der zuvor erzeugten Energie verbraucht, wirkt der Generator als Motor und zieht die Leine ein. Dieser Prozess wiederholt sich kontinuierlich, wobei der Drache in Höhen von 200 bis 400 Metern fliegt. Die vom Höhenwindenergiesystem erzeugte Energie kann ins Netz eingespeist, in Batterien gespeichert oder direkt verbraucht werden.
