Der Mensch verfügt über eine außergewöhnliche Fähigkeit, sich an seine Umwelt anzupassen und die natürlichen Ressourcen auch unter extremen Bedingungen optimal zu nutzen. Im Laufe der Jahrhunderte haben wir gelernt, nicht nur in lebensfeindlichen Landschaften zu überleben, sondern auch Städte in Klippen, Höhlen und Dschungeln zu bauen und von den verheerendsten Naturphänomenen zu profitieren. Eines dieser Phänomene, die Taifune, die jedes Jahr im Pazifik, insbesondere in Japan, verheerende Schäden anrichten, sind heute eine Inspirationsquelle für technologische Innovationen, die ihre unaufhaltsame Kraft in eine wertvolle Ressource umwandeln wollen.
In diesem Sinne hat Japan mit der Gestaltung eines einen Schritt nach vorne gemacht spezielle Windkraftanlage die die Energie von Taifunen nutzen kann. Während sich diese Wetterereignisse nicht vermeiden lassen und erhebliche Schäden verursachen, besteht das Ziel nun darin, sie durch erneuerbare Energien zu nutzen.
Nutzen Sie die Kraft des Taifuns
Der japanische Ingenieur atsushi-shimizu, Gründer von Herausforderungsenergie, hat den ersten entwickelt Spezialwindkraftanlage für Taifune, ein radikal anderer Vorschlag als herkömmliche Windkraftanlagen. Diese neuen Turbinen sind so konzipiert, dass sie Winden mit Hurrikanstärke und wechselnden Richtungen standhalten, was bei einem Taifun unerlässlich ist. Dieses Projekt ist eine Lösung für Japan, ein Land, das häufig von der Heftigkeit dieser Phänomene heimgesucht wird und das seit der Atomkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 nach Energieautonomie strebt.
Shimizu und sein Team sehen sich aufgrund der Instabilität von Taifunen mit der Komplexität des Entwurfs konfrontiert. Ein einzelner Taifun enthält genug Energie, um Japan 50 Jahre lang mit Strom versorgen. Die Nutzung dieses gesamten Potenzials ist jedoch eine Herausforderung, die fortschrittliche Technologien erfordert.
Komponenten und Betrieb von Taifun-Windkraftanlagen
Das von Challenergy vorgeschlagene Design basiert auf a Turbine mit vertikaler Achse, mit dem sogenannten Magnus-Effekt, ein physikalisches Phänomen, das es rotierenden, auf einer Achse montierten Zylindern ermöglicht, die kinetische Energie des Windes in Elektrizität umzuwandeln. Diese Art von Windkraftanlage ist effizienter und widerstandsfähiger als herkömmliche Rotorblattturbinen, die unter extremen Bedingungen, wie sie beispielsweise bei Taifunen auftreten, leicht brechen.
Abgesehen von seiner Robustheit überzeugt dieses Turbinenmodell Weitere bemerkenswerte Vorteile: Es ist im Vergleich zu herkömmlichen Windkraftanlagen geräuschlos und stellt keine Gefahr für Vögel dar, deren Population durch herkömmliche Windkraftanlagen beeinträchtigt wurde. Sein kompaktes und vertikales Design erleichtert die Anpassung an die gebirgige Geographie Japans und reduziert den Bedarf an großen Räumen für die Installation.
Im Jahr 2016 wurde ein Prototyp dieser Windkraftanlage auf der Insel erfolgreich getestet Okinawa, hält Windgeschwindigkeiten von bis zu 36 km/h stand und erzeugt 1 kW Strom. Obwohl dies ein erster Schritt war, hofft Shimizu, dass künftige Versionen der Turbine auch in Zukunft stabil funktionieren können Windgeschwindigkeiten von 270 km/h, die während der stärksten Taifune häufig auftreten.
Vorteile einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse
- Weniger Umweltbelastung: Die Turbinen erzeugen nicht den Lärm, der mit herkömmlichen Windturbinen einhergeht, und das Fehlen von Rotorblättern trägt zum Schutz der Vogelfauna bei.
- Robustheit und Anpassungsfähigkeit: Diese Turbinen sind dank ihrer vertikalen Bauweise wesentlich widerstandsfähiger gegen die wechselnden Winde, die durch Taifune verursacht werden.
- Anpassungsfähigkeit an Winde aus jeder Richtung: Die rotierenden Zylinder dieser Konstruktion ermöglichen es, Winde aus jedem Winkel effektiv zu nutzen und so die Energieerzeugung zu maximieren.
Neben ihrer Widerstandsfähigkeit ist ihre Vielseitigkeit ideal für Notsituationen, da diese Windkraftanlagen auch bei Stromausfällen aufgrund von Naturkatastrophen weiterbetrieben werden können.
Die Energiesituation in Japan
Seit dem Atomunfall von Fukushima ist Japan mit einer Energiekrise konfrontiert, die zur Schließung vieler Kernkraftwerke geführt hat. In diesem Rahmen hat das Land seine Bemühungen zur Erhöhung der Beteiligung von verstärkt Erneuerbare Energien in Ihrem Energiemix.
Eine Studie über Japanisches Umweltministerium weist darauf hin, dass die Kapazität zur Erzeugung von Windenergie durch Taifune immens sein könnte 1.900 Milliarden Gigawatt jährlich. Diese potenzielle Ressource stößt jedoch aufgrund der rauen Geographie des Landes und der Schwierigkeiten beim Ausbau der Stromnetze in Gebieten mit extremen Wetterbedingungen auf Hindernisse.
Die japanische Regierung hat Initiativen wie Challenergy unterstützt und Subventionen und Kredite zur Finanzierung der Entwicklung dieser Technologie angeboten. Laut Shimizu „Die Umwandlung von Taifunen in eine Energiequelle könnte nicht nur ihre verheerenden Auswirkungen abmildern, sondern Japan auch zu einem energieautarken Land machen.".
Zukunft der Windenergie in Japan und der Welt
Das Interesse an Windkraftanlagen mit vertikaler Achse beschränkt sich nicht nur auf Japan. Länder mögen Philippinen, Taiwan und die Vereinigten Staaten Sie haben bereits Interesse daran gezeigt, diese Technologie in Regionen anzuwenden, in denen auch extreme Wetterbedingungen herrschen. Challenergy will seine Windkraftanlage bis 2020 mit einer Leistung von rund 10 kW vermarkten und hat dazu eine Crowdfunding-Kampagne gestartet, die darauf abzielt, Bürger in den Prozess einzubeziehen.
Obwohl Experten immer noch über die langfristige Effizienz dieses Generatortyps diskutieren, scheint sein Nutzen als Lösung für die Energieautarkie in Notsituationen unbestreitbar zu sein, und mit leistungsstärkeren zukünftigen Versionen könnten wir eine Revolution in der Art und Weise erleben, wie wir die Energie gewinnen der Natur.
Innovationen wie diese zeigen uns, wie es mit Innovation und Beharrlichkeit möglich ist, Naturphänomene, die wir zuvor als zerstörerisch betrachteten, in einzigartige Energiemöglichkeiten umzuwandeln.