Zweiflügelige Windkraftanlagen feiern ihr Comeback

Mehrere große Windkraftunternehmen testen eine Abweichung vom branchenüblichen Dreiblatt-Turbinendesign, indem eines der drei Blätter fallengelassen und der Rotor um 180 Grad in Windrichtung gedreht wird.

zweiflügeliges Windrad mit orangefarbenem Sockel

Schneidender Wind : Zweiflügelige Windturbinen, wie diese in China, könnten die Kosten für Windkraft senken.

Das Design stellt technische Herausforderungen, aber die Hoffnung ist, dass es die Wirtschaftlichkeit der Offshore-Windkraft erheblich verbessern könnte. Einigen Schätzungen zufolge könnten zweiblättrige Turbinen in Bau und Installation 20 Prozent weniger kosten und dabei die gleiche Strommenge erzeugen wie konventionelle Turbinen.



Chinas Ming-Yang Windkraft , der neuntgrößte Windkraftanlagenhersteller der Welt, kündigte kürzlich Pläne für den bisher größten Test des Designs an. In China soll noch in diesem Jahr eine Sechs-Megawatt-Turbine mit zwei Blättern errichtet werden, die so viel Strom erzeugen wird wie die größten kommerziellen Offshore-Turbinen. Ming Yang plant, nächstes Jahr einen weiteren in norwegischen Gewässern zu bauen.

Auch andere werfen einen erneuten Blick auf den alternativen Ansatz. Letztes Jahr haben Hitachi und Fuji Heavy Industries zusammengearbeitet, um zwei Zwei-Megawatt-Windturbinen zu bauen, die das Downwind-Design verwenden. Und im März hat der niederländische Windtech-Entwickler 2-B-Energie 26,5 Millionen Pfund (45 Millionen US-Dollar) gesammelt, um die Installation von zwei in Windrichtung gelegenen, zweiflügeligen Sechs-Megawatt-Turbinen in schottischen Gewässern zu finanzieren.

Offshore-Wind ist stabiler als an den meisten Orten an Land. Die Installation und Wartung von Offshore-Windturbinen ist jedoch teuer und kostet im Durchschnitt doppelt so viel wie Onshore-Windturbinen.

Zweiflügelige Turbinen kosten weniger, weil sie weniger Materialien verbrauchen. Das Entfernen eines Blattes macht den Rotor leichter, was es wiederum ermöglicht, den Rotor auf der windabgewandten Seite des Turms zu platzieren. Herkömmliche Rotoren von Windkraftanlagen sind dem Wind zugewandt und müssen dem Zurückbiegen in den Turm der Windkraftanlage widerstehen, aber Windrichtungsrotoren können leichtere und sogar klappbare Rotorblätter verwenden, die sich vor starken Böen biegen.

Leichte, flexible Rotoren führen zu weiteren Materialeinsparungen bei Getriebe, Turm und Fundament der Turbine. Der Rotor, das Getriebe und der Generator mit einem Durchmesser von 140 Metern für den Sechs-Megawatt-Prototyp von Ming Yang wiegen nur 308 Tonnen – rund 40 Tonnen weniger als die konventionellen Sechs-Megawatt-Offshore-Turbinen des Offshore-Marktführers Siemens.

Zweiflügelige Windkraftanlagen sind auch einfacher zu installieren. Während die dreiblättrigen Rotoren, die sich in heutigen Offshore-Parks drehen, vor Ort montiert werden müssen, können zweiblättrige Rotoren an der Anlage an Land vorinstalliert werden; Das zusammengebaute Paket passt bequemer auf Schiffe und ist leicht genug, um es auf den Turm zu heben.

Aber das Design der zweiblättrigen Downwind-Turbine hatte in der Vergangenheit Probleme, die sie vom Markt ferngehalten haben. Zum einen ist es lauter, zum Teil, weil sich die Rotorblätter schneller drehen, obwohl dies auf See kein Problem ist. Noch wichtiger ist, dass die flexiblen Blätter bei einigen Windbedingungen zurückfedern und auf den Turbinenturm treffen können. In der Tat führte dies 2002 zum Scheitern eines großen Versuchs, Zweiblatt-Turbinen wiederzubeleben (siehe Windkraft für Pennies).

Designer sagen jedoch, dass sie herausgefunden haben, wie sie die Klingen unter allen Bedingungen intakt halten können. Im Jahr 2009 identifizierte der Windturbinen-Designer Peter Jamieson vom in Glasgow ansässigen Turbinen-Engineering-Unternehmen Garrad Hassan & Partners eine kontrollierte Rotorbremsstrategie, um das Risiko eines Turmaufpralls in Windkraftanlagen zu mindern . Zwei-Blatt-Konstruktionen könnten laut Jamieson die Kosten um 15 bis 20 Prozent senken.

Larry Miles, CEO von das Windturbinenunternehmen , das die 2002 ausgefallene Demonstrationsturbine gemacht hat, ist nicht optimistisch, dass die Windindustrie bereit ist, die Gewährleistungs- und Finanzierungsrisiken zu tragen, die für ein wirkliches Umdenken ihrer Produkte erforderlich sind. Aus diesem Grund hat er es sich zum Ziel gesetzt, kleine 100-Kilowatt-Turbinen für dezentrale Windkraftanwendungen und nicht den Versorgungsmarkt zu entwickeln.

Dennoch glaubt Miles, dass ein chinesisches Unternehmen möglicherweise nur über die finanziellen Mittel verfügt, um Innovationen im Versorgungsmaßstab zu entwickeln. Wenn es jemand tut, dann ist es Ming Yang. Sie haben genug Substanz, um es zu tun, und sie haben den chinesischen Markt, sagt er.

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