Technologie

Wind

Wie entsteht eigentlich Wind? Die Antwort ist erstaunlich einfach: Wind entsteht durch die Sonneneinstrahlung auf die Erde.

Weltweit bevorzugte Lagen für Windenergieanlagen sind Küstengebiete mit einer in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Küstenlinie und Kammlagen von (Mittel-)Gebirgen.

Bestimmung der Windleistung

Hierbei ist bemerkenswert, dass die Windleistung mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit zunimmt. Somit ist diese einer der bestimmenden Faktoren bei der technischen Nutzung der Windenergie.

4 Power Plant verfügt über eine patentierte Windleiteinrichtung, um die Windenergie optimal auszunutzen.

Solar

Je nach geographischer Lage variiert die eingestrahlte Energiemenge. Diese beträgt beispielsweise etwa 1.000 kWh/m² und Jahr in Mitteleuropa und etwa 2.350 kWh/m² und Jahr in der Sahara.

Für die direkte Umsetzung von Sonnenlicht in elektrischen Strom stehen eine Reihe von Solarzellen-Typen zur Verfügung

• Solarzellen aus amorphem Silizium liefern insbesondere bei diffuser Strahlung die höchste Ausbeute. Sie eignen sich daher besonders für vertikale Flächen.

• Solarzellen aus monokristallinem Silizium haben den höchsten Wirkungsgrad. Dafür setzen sie eine senkrechte Einstrahlung – also horizontale Flächen – voraus.

• Solarfolien sind flexibel und passen sich mühelos jeder Wölbung an. Sie eignen sich damit insbesondere für die Rotor-Kontur.

Der Wirkungsgrad von Solarzellen ist Temperatur-abhängig und steigt durch die rotationsbedingte Kühlung mit 0,5%/K.

Umgebungswärme

Thermische Absorber liefern auch bei Dunkelheit noch einen Beitrag zur Energiegewinnung. Bereits kleine Differenzen zwischen Umgebungs- und Referenztemperatur des Wärmetauschers reichen aus.

Durch den Einsatz von Thermofolien wird zusätzlich für eine Kühlung der Solarzellen gesorgt, was deren Wirkungsgrad zu Gute kommt.

Der Wärmetauscher nimmt zudem die Prozesswärme der Brennstoffzelle auf und liefert Warmwasser bzw. Heizungswärme – dafür werden heute 35 % des Primärenergiebedarfs angesetzt.

Wärmespeicher halten die Wärme für Stunden, Tage und Wochen bereit.

Generator

Das Generator-Konzept wurde insbesondere für die Windkraftnutzung entwickelt. Es handelt es sich dabei um eine Axialfeld-Synchronmaschine. Die Erregung wird verlustfrei über Hochenergie-Permanentmagnete (NdFeB) bereitgestellt. Die Maschine besitzt keine Nuten, wodurch die Bildung von Rastmomenten vermieden wird. Hierdurch können auch geringe Windgeschwindigkeiten genutzt werden. Ebenfalls durch das Fehlen der Nuten bedingt, läuft die Maschine nahezu geräuschlos, ein wichtiger Aspekt hinsichtlich der Akzeptanz von Windkraftanlagen.

Wegen der verlustlosen Bereitstellung des Erregerfeldes haben Permanentmagneterregte Synchrongeneratoren in der Regel einen höheren Wirkungsgrad als Asynchrongeneratoren. Er liegt bei rund 95 %.

Darüber hinaus eignet sich der Generator für die direkte Integration in den Rotor und bietet Möglichkeiten zur Leistungsanpassung.

Wasserstoff

Vor dem Hintergrund begrenzter Verfügbarkeitshorizonte ist das Wettrennen um die fossilen Primärenergieträger längst entbrannt. Regenerative Energien wie Sonne und Wind sind ernst zu nehmende Alternativen. Beide Energieträger stehen für unabsehbare Zeiträume bereit. Doch nur in Verbindung mit einer adäquaten Speicher-Technologie kann dieses Potenzial ausgeschöpft werden.

Doch Wasserstoff ist mehr als nur ein Ersatz für Benzin und Erdgas: Wasserstoff kann auch als Speicher für überschüssige Elektrizität dienen. Damit ermöglicht 4 Power Plant den Einstieg in eine Energiewirtschaft ohne jegliche Abgase und Schadstoffe.

Die 4 Power Plant ermöglicht erstmalig die Inselversorgung im privaten und industriellen Bereich.

Großanlagen gewährleisten weltweit den Übergang von fossilen Brennstoffen zum Zukunftsenergieträger Wasserstoff.

Das Bereitstellen von Elektrizität aus erneuerbaren Energien zu einem wettbewerbsfähigen Preis öffnet die Tür in eine saubere Wasserstoff-Wirtschaft.