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Fallwindkraftwerk: Aufbau und Funktion

Fallwindkraftwerke werden seit einigen Jahren als Möglichkeit zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie diskutiert. Das Funktionsprinzip eines solchen Kraftwerks ist höchst originell, weil es Energie aus herabsinkender kalter Luft gewinnt. Gängige Kraftwerkstypen tun das exakte Gegenteil, sie erhitzen Dampf, um dessen Energie mittels Turbinen in Strom zu verwandeln. So arbeiten Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke und auch Kernkraftwerke. Nur die Energiequelle zur Erhitzung des Dampfs ist jeweils eine andere. Fallwindkraftwerke nutzen den Umkehreffekt. Sie sollen dort errichtet werden, wo die Luft sehr warm ist, also vorzugsweise in tropischen Regionen. Ein Teil der Luft wird abgekühlt und sinkt dadurch sehr schnell nach unten. Diese Strömung wird genutzt, um Turbinen anzutreiben.

Die grundlegende Konstruktion

Viel wird für ein Fallwindkraftwerk nicht benötigt. Das Herzstück bildet ein hoher Turm, der in einer Region mit hohen Lufttemperaturen errichtet wird. An der oberen Öffnung des Turms wird ein Wassernebel versprüht, der in der warmen Luft verdunstet. Dieses Verdunsten entzieht der Luft Wärmeenergie, wodurch sie schwerer als die warme Umgebungsluft wird und im Turm nach unten strömt. Am unteren Ende des Turms befinden sich Öffnungen, in denen Turbinen montiert sind. Die durch diese Öffnungen entweichende Kaltluft treibt diese Turbinen an.

Größe ist erforderlich

Fallwindkraftwerke weisen laut Berechnungen einen Wirkungsgrad von etwa 2,5 Prozent auf. Das ist nicht viel, aber letztlich irrelevant, da die eingesetzte Ressource „Warmluft“ in unbegrenzter Menge kostenlos zur Verfügung steht. Es bedeutet allerdings, dass diese Kraftwerke sehr groß sein müssen, um eine für herkömmliche Kraftwerke typische Leistung zu erreichen. Der Turm sollte mehr als einen Kilometer hoch sein und mehrere hundert Meter Durchmesser aufweisen. Dies ist der Grund, warum das Prinzip bislang nur anhand von deutlich kleineren Modellen erfolgreich demonstriert wurde.

Die Ökobilanz eines Fallwindkraftwerks

Da keine Schadstoffe emittiert werden, ist lediglich der Ressourcenverbrauch zu beachten. Es wird eine erhebliche Menge an Wasser benötigt. Wichtig für die Ökobilanz ist es, kein Trinkwasser zu verwenden, sondern Meerwasser. Da Fallwindkraftwerke in heißen Wüstenregionen gebaut werden sollen – ideal wären beispielsweise Standorte am persischen Golf - bietet es sich an, das Meerwasser zu entsalzen. Fallwindkraftwerke könnten so das Klima in ihrer Umgebung sogar positiv beeinflussen, sie könnten die Niederschlagsmenge steigern und lokal die Temperaturen senken. Die erforderlichen Wassermengen sind sehr groß, für sechs Kilowattstunden Strom wird ein Kubikmeter Wasser benötigt. Um diese Wassermenge an die Spitze des Turms zu pumpen, wird etwa ein Drittel des erzeugten Stroms benötigt.

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