Windkraftanlagen zwischen Wolkenkratzern

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Windräder zwischen den Türmen

Das Bahrain World Trade Center, erbaut 2007 / © Wikipedia
Das Bahrain World Trade Center, erbaut 2007 / © Wikipedia

Im Sommer kann es in der Stadt ganz schön heiß werden! 3-6°C mehr als im Wald sind da keine Seltenheit. Doch durch die Hitze kann es in der Stadt auch zu größeren Temperaturunterschieden kommen – und damit zu Winden …

Wie entstehen diese Winde?

Warme Stadtluft steigt nach oben und kühlere Luft vom Umland strömt unten nach – es entsteht Wind. Doch das sind eher harmlose Lüftchen mit kaum mehr als 1-2 m/s. Wie also kann soviel Wind entstehen, dass es sich für die Windkraft lohnt?

Wenn dieses Lüftchen nun in die Straßenschluchten gelangt, wird das gesamte Luftvolumen durch eine Sogwirkung wie in einem Trichter beschleunigt. Hervorstehende Hauskanten und andere Hindernisse verursachen Verwirbelungen. An Straßenkreuzungen oder den Ecken größerer Gebäude ist dieser Effekt am deutlichsten spürbar. Hier zieht´s dauerhaft!

Messungen in Städten wie Frankfurt/Main haben es herausgefunden: Bis ums Zehnfache können die Geschwindigkeiten der Winde ansteigen …

Hochhäuser wirken wie Trichter

Besonders zugig sind die Hochhäuser unter denen man durchgehen kann oder die sehr eng beieinander stehen. Sie sind der ideale Trichter: An manchen Tagen presst der gesamte Wind durch die untere Öffnung und bei einer leichten Brise in der Stadt herrschen dort unten in der Passage Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h!! Dieser Effekt wird auch „Urban Breeze“ genannt.

La Grande Arche, La Defense, Paris: Wegen der starken Winde wurde im Durchgang ein permanentes Schutzsegel montiert. / © Wikipedia
La Grande Arche, La Defense, Paris: Wegen der starken Winde wurde im Durchgang ein permanentes Schutzsegel montiert. / © Wikipedia

Das legt den Gedanken nahe an diesen exponierten Stellen Windräder zu installieren: Im Königreich Bahrain, dass zu den arabischen Emiraten gehört, steht seit geraumer Zeit das “Bahrain World Trade Center”, zwei Bürotürme mit drei riesigen Windturbinen dazwischen, die seit 2008 Strom liefern. Und das nicht zu knapp: Die Windkraftanlagen, mit ihren Rotordurchmessern von jeweils 29 Metern liefern im Jahr ca. 1,1–1,3 GWh elektrische Energie.

Das erste seiner Art

Das WTC ist das erste zweitürmige Gebäude mit integrierter Windkraft, man kann es als eine Art Prototyp betrachten. So müssen die starr stehenden Propeller auch Verwirbelungen sowie Auf- und Abwinde meistern. Auch wäre es gut wenn sich die Propeller in die Windrichtung drehen könnten um die Leistung noch zu steigern.

Das sind die Kinderkrankheiten, die beim Bau eines weiteren Zwillingsturms wohl nicht mehr vorkämen. Und jetzt soll dieser Gedanke der Energieerzeugung professionell umgesetzt werden …

Gut erkennbar, die starre Aufhängung der Windräder ... / © Atkins
Gut erkennbar, die starre Aufhängung der Windräder ... / © Atkins

Urbane Windenergie

Aus Australien kommt eine Entwicklung, die das Aussehen unserer Städte verändern könnte. Die Idee der Forscher der australischen Universität Wollongong : Zwischen Hochhäusern sanft rotierende Paneele einzupassen, die wie Jalousien aussehen. So wird Windenergie in unseren Städten gewonnen, ohne Lärm oder der Versiegelung von Naturflächen.

Außerdem ermöglicht das Produktdesign die Installation auf Dächern oder eben zwischen Hochhäusern. Außerdem soll die Entwicklung ruhiger, günstiger und sicherer sein als die traditionellen Windturbinen, die große Rotorblätter einsetzen. Die Technologie besteht aus einer Vielzahl kleiner aerodynamischer Flächen, die sich langsam vertikal in der Richtung des Windes drehen. Vertikalrotoren  gelten als wesentlich effizienter, denn sie müssen dafür nicht ausgerichtet werden.

The Dutch Windwheel

Doch lernen Sie nun „The Dutch Windwheel“  kennen: “Eine nachhaltige Ikone und das künftige Wahrzeichen in Europas größter Hafenstadt”, verspricht die Website dieses anspruchsvollen Bauprojekts. In einem 174 Meter hohen Windrad entstehen Wohnungen, Restaurants und ein Hotel. Kreislaufwirtschaft wird hier wörtlich genommen: In dem Rad soll Energie aus Wind, Wasser, Photovoltaik und Bioabfällen generiert werden.

Grafik des geplanten Gebäudes / © dutchwindwheel.com
Grafik des geplanten Gebäudes / © dutchwindwheel.com

Das futuristisch anmutende Gebäude bietet viele nachhaltige Neuerungen und Weiterentwicklungen. So hat die Windkraftanlage keine Rotoren; die immer vorhandene Brise vom Meer her wird für die Stromproduktion genutzt. Sie strömt durch die Öffnung dieses „Donut-Gebäudes“ und wird mit dem Ewicon-Prinzip  (Dem “Electrostatic Wind Energy Converter”: Ein elektrostatisches Verfahren; die Anlage kann auf Rotorblätter verzichten) in Gleichstrom umgewandelt. Eine Geräuschbelästigung und Gefahr für Vögel, wie sie bei herkömmlichen Windturbinen der Fall ist, ist nicht möglich.

Der “Electrostatic Wind Energy Converter” ist eine Neuentwicklung der Technischen Universität Delft und funktioniert ganz ohne sich bewegende Teile . Das System nutzt den Wind und fallende Wassertropfen um Strom zu erzeugen.

Die untereinanderliegenden Rohre sind bestückt mit Elektroden und Düsen, die kontinuierlich Wassertropfen abgeben. Diese Tropfen sind positiv geladen, beispielsweise durch einen hohen Salzgehalt. Der Wind weht diese Tropfen zu den negativ geladenen Elektroden, und durch die Reaktion wiederum entsteht elektrische Energie, die ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Der Wirkungsgrad liegt z.Z. noch bei 5%. Doch da die Entwicklung dieser Energieerzeugung noch am Anfang steht, wird sich der Wirkungsgrad auch noch weiter verbessern. Die Fertigstellung des Gebäudes ist für 2025 geplant.

09DEZ15:0019:00Weihnachtsmarkt auf dem Kipperhof //KIPPERHOF KULINARIK EVENTKulinarik, Kunst & Glühwein

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