Vindkraft fra himlen

Enhver, der nogensinde har styret et barns drage, kender følelsen:Vinden griber dragen og trækker i snoren. Strengen spændes hurtigt, spindlen roterer mellem fingrene og er vanskelig at kontrollere. Spørgsmålet opstår:Kan denne vilde energi også bruges til at generere elektricitet?

Rolf Luchsinger er administrerende direktør for Empas spin-off TwingTec, grundlagt i 2013. Dette gør TwingTec til et af de første virksomheder, der udviklede luftbårne vindkraftværker - og placerer det et skridt foran nogle af sine konkurrenter. Det unge firma beskæftiger ni personer på hovedkvarteret i Dübendorf.

Stig op igen og igen

Ideen bag projektet er enkel, men øvelsen er vanskelig:meteorologer ved, at vindkraft i en højde af 500 meter er op til otte gange stærkere end i en højde på 120 meter - hvilket er navhøjden på moderne vindmøller. En drage kan gøre brug af denne stærke vind, hvis den skruer sig op i cirkler og trækker et reb fra en remskive. En generator, der producerer elektricitet, er forbundet til aksen på rebskiven. Så snart rebet er viklet op, dragen glider tilbage mod jordstationen; i mellemtiden, rebet vikles op, og opstigningen begynder igen. "Den store udfordring er ikke at flyve i sig selv, "siger Luchsinger." Problemet er at starte og lande automatisk. Trods alt, dragekraftværket skal kunne levere elektricitet uden at blive kontrolleret af mennesker.

Automatiseret flyvning lykkedes

I efteråret 2018, dette var præcis, hvad der skete på bjergtoppen i Chasseral i det vestlige Schweiz. TwingTec prototype T28, en enhed med et vingefang på tre meter, startede fra sin basisvogn, klatrede op i luften, kredsede autonomt i 30 minutter, produceret elektrisk energi og endelig landet sikkert på opsendelsesplatformen. Nu kommer det næste trin:kontinuerlig elproduktion til kunderne.

Luchsingers team arbejder i øjeblikket på T29 -prototypen, som er planlagt til at være i drift i en længere periode på Chasseral i november 2019. T29 starter ikke kun automatisk og lander, men vil også generere op til 10 kW elektrisk strøm og føre det ind i nettet. BKW, en nytteværdi af Berne, har ansvaret for at overføre den eksperimentelle vindkraft til de første forbrugere.

Ruten fra den første skitse til den første kilowatt-time netnet var lang og snoede. I begyndelsen, der var tanken om at bruge en drage forstærket med trykluft, ligner kitesurfing. Forskning på en række prototyper førte til en struktur med stive vinger. Styring med flere reb blev også kasseret til fordel for et kontrolsystem med klapper som et fly. TwingTec bruger små rotorer til start og landing, ligner en drone. I 2014, TwingTec indgav et banebrydende patent på start- og landingsteknologien til energikiten, som siden er blevet godkendt i flere lande.

Et blik på de mange konkurrenter viser, hvor lovende energikites snart kan være. Alene i Europa, ti nystartede virksomheder og flere teams fra universiteter og tekniske gymnasier udvikler løsninger til denne form for energiproduktion. De er alle medlemmer af Airborne Wind Europe foreningen, som arrangerer en større konference hvert andet år. Den 8. luftbårne vindenergikonference (AWEC 2019) afholdes den 15.-16. Oktober 2019 på University of Strathclyde, Glasgow.

På vej til kommercialisering

Derfor, TwingTec må ikke tage for meget tid og forbereder sig på det næste trin. Resultaterne fra flyvetestene med T29 vil snart føre til det første serieprodukt:TT100, en energidragt med et vingefang på 15 meter. Placeret på en standard forsendelsescontainer, the kite is to take off and land automatically and generate up to 100 kW of electrical power—which would be sufficient for 60 single-family homes.

Imidlertid, in the Swiss mainland you will probably never see energy kites. "Wind power is not suitable for densely populated areas, " says TwingTec CEO Rolf Luchsinger. Customers for this sustainable form of energy generation rather live in remote areas. "We are talking to mining companies, mayors of remote settlements and people on islands. Today those places mostly use diesel generators that emit exhaust gases and noise. Besides of that, diesel fuel has to be delivered at great expense to these places." Autonomously working TwingTec kites could save diesel and take over the entire energy production in the medium term. In the long term, imidlertid, Luchsinger has even bigger plans:to build floating wind farms on the sea with his energy kites. There is plenty of space and wind, and energy-kites won't bother anyone. This is precisely what wind energy needs to speed up the energy revolution.

A lot of capital will be needed to start series production. Prototype T29, which is to fly on the Chasseral in autumn, got financial support by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE). Imidlertid, private investors and partners from the energy industry are now being sought for the commercialization phase coming up, so that the enormous potential of wind power can finally be exploited in full scale.