Sie sind kein Fan von Windrädern? Ein spanischer Ingenieur hat eine neue Lösung für Windkraft – rotorlos und leise
An der Universität von Valladolid in Spanien sah sich der angehende Ingenieur David Yáñez die spektakulären Filmaufnahmen vom Einsturz der Tacoma-Narrows-Brücke aus dem Jahr 1940 an. Die Hängebrücke aus Stahl und Beton schwang wie ein Seidenband im Wind.
Dann stürzte sie ein – nur wenige Monate nach ihrer Fertigstellung.
Der Vorfall wird im Studium oft als Mahnung eingesetzt: Weil die Konstrukteure das Prinzip der Resonanzfrequenz nicht ausreichend berücksichtigt hatten, brachte der Wind die Brücke zunächst in extrem starke Schwingung und schließlich zum Einsturz. Für die meisten Menschen zeigen die Aufnahmen, wie ein Konstruktionsfehler zur Katastrophe führt. David Yáñez sah darin hingegen eine Chance: „Die Brücke sammelt eine enorme Menge Energie. Die muss man doch irgendwie nutzen können.“
Daraufhin begann der Ingenieur zu tüfteln.
„Ursprünglich ging es zwar um eine Brücke. Aber schnell wurde uns klar, dass sich mit einer vertikalen Konstruktion weit über dem Boden Winde mit höheren Geschwindigkeiten nutzen lassen.“
2002 arbeitete David Yáñez an Patenten für eine rotorlose Windkraftanlage, die aus Schwingungen Strom erzeugt – geräuschlos und optisch weniger auffällig als herkömmliche Windräder. Die zylindrische Anlage ist fest am Boden verankert und beginnt schon bei leichtem Wind zu schwingen. Technisch gesehen ist sie zwar keine Turbine, denn sie hat kein Getriebe und braucht keine Schmiermittel. Aber wie bei traditionellen Windrädern wandelt ein Generator Bewegung in Strom um.
Möglichst in Kombination mit Solarmodulen
Die derzeitigen Prototypen „Vortex Nano“ sind etwa 85 Zentimeter hoch und erzeugen gerade genug Energie, um ein Handy aufzuladen oder eine kleine LED-Leiste zu versorgen.
Nach der Vision von Vortex Bladeless wären größere Anlagen ideal für die Stromerzeugung in Siedlungsgebieten, vor allem in Kombination mit Solarmodulen. Als Dachanlagen könnten Vortex-Generatoren zusammen mit Solarpanelen genug Energie für einen ganzen Haushalt erzeugen.
„Beide Technologien ergänzen sich wunderbar. Nachts weht mehr Wind, und tagsüber erzeugen die Solarmodule Strom“, erklärt David Yáñez. „Außerdem stören die Anlagen das Landschaftsbild nur geringfügig, machen kaum Lärm und sind noch dazu kostengünstig.“
Ein weiterer Vorteil: Der Strom wird vor Ort erzeugt. Damit entfallen lange Übertragungsleitungen.
Windkraftanlage von Vortex Bladeless
Das Start-up Vortex Bladeless ging offiziell 2014 an den Start. Inzwischen besitzt es fünf Patente.
Für die Entwicklung seiner Technologie erhielt Vortex zunächst Hilfe von einigen Business Angels und einen Zuschuss von Repsol. Seither haben weitere Investoren und Institutionen Unterstützung angeboten.
Vortex Bladeless gehörte zu den Preisträgern des Wettbewerbs für Soziale Innovation 2021. Der vom EIB-Institut ins Leben gerufene Wettbewerb fördert Unternehmen, die sich ökologischer oder gesellschaftlicher Herausforderungen annehmen. Außerdem nahm Vortex an einem Programm für soziales Unternehmertum der INSEAD teil, erhielt zahlreiche weitere Auszeichnungen und wird über das Rahmenprogramm der Europäischen Kommission für Forschung und Innovation „Horizont 2020“ gefördert.
Nächster Schritt: Viel mehr Grünstrom
Das sechsköpfige Team baut nun 100 Vortex-Nano-Anlagen. Sie gehen an Forschungseinrichtungen, Labors, Städte, Nationalparks und Partnerunternehmen in Spanien und weltweit. So will Vortex herausfinden, was die Windtürme unter verschiedenen Bedingungen leisten und wie sie weiter verbessert werden können.
Der nächste Schritt ist der Vortex Tacoma. Mit dem neuen, etwa 2,75 Meter hohen Modell – benannt nach der Brücke, die die Idee lieferte – lässt sich mehr Strom erzeugen. Das Unternehmen will sogar riesige Vortex-Turbinen für schwimmende Plattformen im Meer entwickeln.
Die Anlagen sollen Menschen vor allem in bebauten Gebieten mit Strom versorgen.
„In erster Linie wollen wir die Lücke bei dezentralen Anlagen schließen“, erklärt Rodrigo Rupérez, CEO von Vortex Bladeless. „Gerade jetzt, da der Strompreis hochgeht und der Verbrauch steigt, haben wir genau die richtige Lösung für den Markt.“
Rodrigo Rupérez war schon in Bolivien und in afrikanischen Regionen, die kaum oder gar keinen Zugang zu Strom haben. Er hofft, die Anlagen von Vortex Bladeless können in abgelegenen Gebieten einen großen Nutzen haben.
„Das kann den Menschen vor Ort wirklich viel bringen: mehr Bildung, mehr Wohlstand, mehr Lebensqualität“, so Rupérez.
David Yáñez ist zuversichtlich, dass sein Unternehmen den aktuellen Umbruch mittragen kann:
„Die Welt um uns herum ist gerade sehr disruptiv. Denken wir an künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge, Blockchain und saubere Energie. Zusammen werden diese Veränderungen unser Leben umkrempeln. Und wir würden diese umweltfreundlichere Lebensweise gern mitgestalten.“
