Der Honnef-Rotor

Eine ausgefallene Konstruktion zur Nutzung der Windenergie ersann vor einem halben Jahrhundert der Ingenieur Hermann Honnef: An einem 250 m hohen Turm sollten mehrere gegenläufige Doppel-Windräder von 160 m Durchmesser jeweils 20 MW erzeugen. Um den Energieverlust des Windes beim Durchströmen des vorderen Rades auszugleichen, ragen die Blätter des unmittelbar dahinter auf derselben Achse sitzenden Rades über die Blätter des Vorderrads hinaus. Beide Räder rotieren so mit gleicher Antriebskraft, infolge entsprechender Blattstellung jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Der geniale Trick dabei ist, daß sich so der Generator in das Doppel-Windrad integrieren läßt. Er wird zum "Ringgenerator": Der vordere Radkranz dient nämlich als Stator, während der hintere, der den vorderen sozusagen überlappt, die Induktionsschleifen des Rotors aufnimmt. Infolge des enormen Raddurchmessers und der hohen Relativgeschwindigkeit der entgegengesetzt rotierenden Radkränze bewegen sich Stator- und Rotor-wicklungen mit ausreichender Schnelligkeit gegeneinander, um die Drehung des Doppel-Windrads ohne zusätzliches Getriebe (das bei dieser Konstruktion auch gar nicht möglich wäre) in elektrische Leistung umzusetzen.

Honnef baute 1943 in Bötzow bei Berlin eine Versuchsanlage mit einer Leistung von 20 kW. Die Ergebnisse sind infolge des Krieges verlorengegangen. Weitere Informationen zu dieser Versuchsanlage unter http://www.boetzow.de/lundleute/freizeit/mathiasberg/

Das Flettner-Schiff

Dieses Prinzip der Windenergie-Nutzung hat nach den Worten Albert Einsteins "den besonderen Reiz für sich, daß die Wirkungsweise der Flettner-Rotoren dem Laien meist ein Mysterium bleibt, trotzdem dabei nur rein mechanische Wirkungen zur Verwendung kommen, die jeder gefühlsmäßig zu beherrschen glaubt".

Verwirklicht hat der deutsche Ingenieur Anton Flettner die von ihm erfundenen Rotoren zur Nutzung der Windenergie auf zwei Schiffen, die 1924 bis 1926 ausprobiert wurden: Große rotierende Zylinder aus Leichtmetall werden vom Wind angeblasen und erzeugen dadurch eine um 90 Grad zur Windrichtung versetzte Kraft, die zur Fortbewegung des Schiffes verwendet werden kann. Flettner hat nach demselben Prinzip auch ein Windrad entworfen, das anstelle der Flügelblätter solche rotierenden Metallzylinder trägt, aber nie verwirklicht wurde.

Entdeckt wurde das Prinzip des Flettner-Rotors aufgrund der Tatsache, daß Kanonenkugeln - oder auch Tennisbälle - , die auf ihrer Flugbahn rotieren, eine seitliche Ablenkung erfahren (der Wind wird in diesen Fällen durch die Bewegung der Körper in der Luft erzeugt). Der Grund für diese Erscheinung ist, daß der Wind durch die Drehbewegung auf der einen Seite der Kugel (bzw. des Zylinders) unterstützt und auf der anderen gebremst wird. So entsteht auf der einen Seite ein Über- und auf der anderen ein Unterdruck, der die seitlich zur Windrichtung wirkende Kraft hervorbringt. Beim Flettner-Rotor wird der Winddruck auf den Rotor selbst natürlich auch genutzt, spielt aber keine so große Rolle: Um die Rotoren eines Flettner-Schiffs durch Segel zu ersetzen, wäre eine zehnmal größere Fläche nötig.

Der Wirkungsgrad des Flettner-Rotors läßt allerdings bei allen Anwendungen so sehr zu wünschen übrig - nicht zuletzt durch die Notwendigkeit eines besonderen Antriebs für die Drehung der Zylinder -, daß er bisher in der Praxis der Windenergie-Nutzung keine Bedeutung erlangen konnte.