Windenergie: Strom erzeugen mit Flügelschlag

Eine konventionelle Windturbine sieht irgendwie anders aus: Das Esslinger Unternehmen Festo stellt auf der Hannover Messe (Halle 15, Stand D07) einen Windgenerator vor, der keinen Rotor, sondern Flügel hat, die sich auf und ab bewegen.

Der Dual Wing Generator besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Flügelpaaren, die auf zwei Seiten einer Mittelsäule angebracht sind. Im Windstrom bewegen sich die Flügel auf und ab, und zwar gegenläufig: Wenn sich die oberen Flügel nach oben bewegen, fahren die beiden unteren nach unten. Am Endpunkt der Bewegung dreht ein Motor die Flügel und sie bewegen sich aufeinander zu.

Hubbewegung erzeugt

Von der Mechanik her ähnele der Dual Wing Generator eher einem Verbrennungsmotor oder einer Dampfmaschine als einem Windrotor, erklärt Wolfgang Send, einer der Entwickler des Windgenerators, im Gespräch mit Golem.de: Er erzeugt eine Hubbewegung, die dann in eine rotierende gewandelt wird, die einen Generator antreibt.

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Der Dual Wing Generator entnimmt Leistung aus einem Windstrom. (Foto: Festo)

Der Generator sei eine Alternative zu Kleinanlagen mit den konventionellen Windrotoren, sagt Send, und diesen vor allem bei relativ wenig Wind überlegen. Bei Windgeschwindigkeiten zwischen 5 und 9 Metern pro Sekunde, also zwischen 3 und 5 Beaufort, sei sie effizienter.

Der Dual Wing Generator ist aus dem Smart Bird entstanden, dem Roboter nach dem Vorbild einer Möwe, den Festo 2011 zur Hannover Messe mitgebracht hat. Nur wird das System umgekehrt: Statt mit einem Elektromotor einen Flügel anzutreiben, treibt der Flügel einen Generator.

Gekoppelte Schlag-Dreh-Bewegungen

"Das ist das gleiche kinematische Prinzip von gekoppelten Schlag-Dreh-Bewegungen", erklärt Send: Der Vogel erzeuge durch eine große Hubamplitude und eine kleine Drehung Schub. Beim Wing Generator sei es genau umgekehrt: Hier sei die Hubbewegung relativ klein, dafür sei die Drehamplitude groß. "Dann kehrt sich das physikalische Prinzip des Leistungsaustauschs spiegelbildlich um, und es wird aus einem Luftstrom Leistung entnommen."

Der Smart Bird ist aber nicht das einzige Produkt aus Festos Bionic Learning Network, das im Wing Generator eingesetzt wird: In den Flügeln sind als Rippen Fingripper angebracht. Die ermöglichen eine passive Verformung des Flügelprofils: Je nachdem, ob sich der Flügel aufwärts- oder abwärtsbewegt, ändert sich seine Wölbung. Dadurch steigere sich die Leistungsausbeute gegenüber einer starren Tragfläche, sagt Send.