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News vom 19.05.2003

Aufwindkraftwerke lösen Energieprobleme


Deutscher Ingenieurtag des VDI diskutierte in Münster Visionen für die Technik von morgen.

Energie, die fast keine Rohstoffe verbraucht und das Welthungerproblem löst: Solche Visionen beschäftigte die Ingenieure auf dem Deutschen Ingenieurtag, der vom 12. bis 14. Mai 2003 in Münster fast 1.000 Experten versammelte. Konkret gemeint sind Aufwindkraftwerke, die auf dem Fachkongress „Innovatives Planen und Bauen“ während des Ingenieurtags verhandelt wurden. Prof. Dr.-Ing. J. Schlaich, beratender Ingenieur aus Stuttgart, erwartet im wahrsten Sinne Großes von ihnen.


Für eine Leistung von 200 Megawatt wird unter einem Glasdach von fünf Kilometern Durchmesser von der Sonne warme Luft erzeugt. Sie steigt in einer einen Kilometer langen Röhre in die Höhe, die aus der Mitte des Glasdachs aufragt, und treibt durch ihren Sog Turbinen und Stromgeneratoren am Fuß der Röhre an. Auch in der Nacht braucht das Kraftwerk nicht still zu stehen. Ein kontinuierlicher 24-Stunden-Betrieb wird durch unter dem Dach angebrachte geschlossene Wasserschläuche garantiert. Sie geben ihre tagsüber gespeicherte Wärme in der Nacht wieder ab. Die Schläuche werden einmal gefüllt, sonst gibt es keinen Wasserbedarf. Das Aufwindkraftwerk braucht kein Kühlwasser, was in vielen sonnenreichen Ländern ein entscheidender Vorteil ist, die bereits große Trinkwasserprobleme haben. Da die Solarstrahlung nicht konzentriert wird, kann auch diffuses Licht zur Lufterwärmung unter dem Glasdach genutzt werden. Das erlaubt den Kraftwerksbetrieb auch bei ganz oder teilweise bedecktem Himmel. Insbesondere für tropische Länder mit häufig bedecktem Himmel ist dies von entscheidender Bedeutung.

Das Glasdach, das etwa 60 Prozent der Gesamtkosten ausmacht, ist ganz einfach aus quadratischen Fenstern konstruiert. Diese Bauweise wurde jahrelang an einem Prototyp in Spanien erfolgreich getestet. Die erforderlichen Materialien Beton, Glas und Stahl sind überall in ausreichenden Mengen vorhanden. Aufwindkraftwerke können heute auch in industriell weniger weit entwickelten Ländern unmittelbar gebaut werden. Die in den meisten Ländern bereits etablierte Industrie genügt den Anforderungen vollkommen. Investitionen in hochtechnologische Fertigungseinrichtungen sind nicht nötig. Damit ist selbst in ärmeren Ländern die Realisierung einer großen Anlage ohne Devisenaufwand mit eigenen Ressourcen und eigenen Arbeitskräften möglich. Dies schafft viele Arbeitsplätze und senkt die Stromkosten drastisch.

Für die Röhre wurden verschiedene Bauweisen und Werkstoffe gründlich verglichen mit dem Ergebnis, dass in der Regel in allen in Frage kommenden Wüstenländern Stahlbetonröhren die höchste Lebensdauer bei günstigsten Kosten versprechen. Technologisch sind das zylindrische Naturzugkühltürme, mit 170 Metern Durchmesser bei 1.000 Metern Höhe und Wandstärken von 99 cm am Fuß und 25 cm an der Spitze, die im Inneren mit Speichenrädern ausgesteift werden.

Die Herausforderung ist groß, „aber es ist möglich, also sollten wir’s tun“, legte sich Schlaich auf dem Ingenieurtag fest. Er ist der festen Überzeugung, dass eine globale Energiewirtschaft, zu der die Sonne ortsabhängig wie die Wasserkraft im Mix mit fossilen und nuklearen Brennstoffen einen wesentlichen Anteil beisteuert, keine Utopie ist.

Bisher sind Naturzugkühltürme nicht über die 200 Meter-Marke hinaus gekommen, weil sich die Röhren im Sog verformen und Risse oder Beulen entstehen. Dem kann man aber mit aussteifenden Speichenrädern begegnen, die wie steife Schotte wirken, aber den Aufwind nur minimal behindern. Fertigt man die Speichen aus stehenden Flachstählen, zwischen einem Druckring in der Kaminwand und einem Nabenring, dann spannt sich ein solches Speichenrad durch seine Eigenlast von selbst vor und seine Speichen sind zug- und druckfest.

Weiter Informationen:www.ingenieurtag.de.

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