Wind ernten auf Privatdächern? Student legt Fundament mit ausgezeichneter Masterthesis

Photovoltaik auf den Dächern. Immer öfter auch an Balkonbrüstungen – dieser Anblick wird zunehmend alltäglich. Aber warum nur auf die Sonnenkraft zur Stromerzeugung setzen? Kann man nicht auch Windräder auf Privatdächer setzen? Derartige Anfragen erreichten zumindest einen Fertighaus-Hersteller, der standardmäßig Photovoltaik im Angebot hat. Und das Unternehmen hat einfach mal beim WETI der Hochschule Flensburg nachgefragt.

"Wir fanden den Ansatz, Windkraftanlagen in privaten Haushalten einzusetzen, interessant", sagt Flemming Ohlsen, vom Institut für Windenergietechnik der Hochschule Flensburg. In seiner Masterarbeit " Model based sustainable optimisation of a low emission micro wind turbine under consideration of public acceptance" näherte sich der Wind Energy Engineering-Student und wissenschaftliche Mitarbeiter am WETI dem Thema. Ein Thema, das offenbar auch in der Branche auf Interesse stößt. Denn für seine Abschlussarbeit wurde Ohlsen mit dem Förderpreis WIND 2023 vom WindEnergieZirkel Hanse e.V. ausgezeichnet.

Flemming Ohlsen nahm einen bestehenden Prototyp einer Mikrowindenergieanlage für private Haushalte, die am Dachfirst befestigt werden kann, unter die Lupe. Messungen im Windkanal ergaben, dass die Hersteller-Angaben, 500 Watt bei einer Windgeschwindigkeit von elf Metern pro Sekunde zu erreichen, nicht stimmig waren. "Wir kamen auf lediglich 16 Watt! Das ist schon eine erhebliche Abweichung", so Ohlsen. Doch das Konzept sei grundsätzlich charmant: Die Mikrowindkraftanlage war optisch unauffällig und leise. Aspekte, die, so glaubt Ohlsen, die gesellschaftliche Akzeptanz erhöhen könnten. "Daher haben wir das Konzept weiterverfolgt, wollten einen Prototyp produzieren, der funktioniert und wirtschaftlich rentabel ist." Flemming Ohlsens Arbeit lieferte dafür die Basis, indem sie darlegt, wo am vorhandenen Produkt die Fehler liegen. Warum bringt er keine Leistung? Was müsste verändert werden?

Dabei identifizierte er drei Aspekte. Zum einen war der vorhandene Prototyp zu klein dimensioniert. "Die Fläche war zu gering, um genug Energie aus dem Wind zu ernten", so Ohlsen. Zum anderen war die Bauform nicht optimal, da die Luftströme den Rotor eher bremsten. Und schließlich war eben jener Rotor gar nicht für die Energieerzeugung gedacht, sondern wird in Lüftungsanlagen verbaut, um einen Luftstrom zu erzeugen.

All diese Aspekte müssten bei der Konzipierung einer Mikrowindanlage berücksichtigt werden. Für die WIND-Jury bietet die Masterarbeit ein wichtiges Fundament. „Neben dem gesellschaftlich bedeutsamen Thema hat die Jury besonders der selbstkritische Anspruch, die wissenschaftliche Analyse und die innovative Ausrichtung der Arbeit beeindruckt“, berichtet Prof. Dr. Torsten Faber in seiner Laudatio im Rahmen der Preisverleihung.

Mehr Informationen:

Der Förderpreis WIND vom WindEnergieZirkel Hanse e.V. wird jährlich an Preisträger*innen, deren Arbeit eine besondere Innovationskraft für die Windenergiebranche aufweist, verliehen. Hierbei sind sowohl Leistungen naturwissenschaftlich-ingenieurtechnischer Natur als auch spezialisierte Bearbeitungen aus anderen Bereichen, die den vorgenannten Schwerpunkt treffend wiedergeben, gefragt.

Entscheidend ist die besondere Qualität der Arbeit und ihre Impulskraft – Zielgruppen sind hierbei sowohl Forscher*innen und Spezialist*innen als auch besonders begabte Studierende und Nachwuchshoffnungen.