Wissenschaft
und
Hochschulen
Übersicht
Hochschul- und Wissenschaftsregion Stuttgart
 
Studenten-
ansichten
Über uns
Kontakt
 
Naturwissen-
schaften
Wirtschaft
Finanzen
Management
Kunst
Medien
Musik
Technik
IT-Wesen
Architektur
Bauwesen
Pädagogik
Sozialwesen
 
 
die welt verändern. No11 Magazin ansehen »

Technik, IT-Wesen

Portraits mehr »

exemplarische Studienangebote mehr »

Hochschulen mehr »

Wo der Wind weht

„12 Watt ist alles, was man braucht, um das Leben zu verbessern“, sagt Po Wen Cheng aus Taiwan. Er lehrt als Professor an der Universität Stuttgart und versucht, junge Ingenieure für Windenergie zu begeistern.

Es gibt eine Geschichte, die Po Wen Cheng stark inspiriert hat. Sie öffnete ihm die Augen dafür, dass der Einfallsreichtum der Menschen keine Grenzen kennt, wenn es um den technischen Fortschritt zur Verbesserung ihrer Lebensverhältnisse geht. Die Geschichte handelt von einem Jungen aus Malawi, der als 14-Jähriger die Schule verlassen musste, weil seine Eltern das Schulgeld nicht bezahlen konnten. Weil er unbedingt weiter lernen wollte, las der Junge abends nach der Landarbeit bei jeder Gelegenheit. Was seine Lernbemühungen noch zusätzlich erschwerte, war die Tatsache, dass in diesem ostafrikanischen Land weniger als zehn Prozent der Haushalte Zugang zu Elektrizität haben. Eines Tages blätterte William Kamkwamba, wie der Junge hieß, dann in einem Buch über Physik, in dem die Funktionsprinzipien einer Windenergieanlage erklärt wurden. Die Idee, aus Wind Energie für die Beleuchtung zu gewinnen, beeindruckte ihn so sehr, dass er sich entschloss, eine eigene Anlage zu bauen. Für die Komponenten des Windrads sammelte er Schrottteile und obwohl er von den Dorfbewohnern belächelt wurde, konnte nichts ihn davon abhalten, sein Windrad fertig zu bauen. Seither ist es auch nachts hell genug für Bücher, die von der Macht des Windes erzählen und davon, wie man die Welt verändern kann.

Die Geschichte steht in dem Buch „Der Junge, der den Wind einfing“. Das Leben des Ostafrikaners hat den Taiwanesen Po Wen Cheng dazu angeregt, im vergangenen Wintersemester an seinem Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie ein Studierendenprojekt aus der Taufe zu heben, bei dem es darum geht, mit möglichst einfachen Mitteln eine Windkraftanlage zu bauen, die auch in einem armen Land wie Malawi betrieben werden kann. „Die technischen Innovationen müssen nicht unbedingt High Tech sein“, sagt Cheng. „12 Watt ist alles, was man braucht, um das Leben zu verbessern.“

Windenergie ist für den 41-jährigen Wissenschaftler nicht nur eine zukunftsweisende Technologie mit gewaltigem Potential, sondern immer auch mit einem sozial-politischen Aspekt verbunden. „Die Windkraft reduziert unsere Abhängigkeit von Öl- und Gasimporten, vermeidet CO2-Ausstoß, schafft neue Arbeitsplätze und das ohne radioaktives Risiko“, sagt er. Die Möglichkeit, junge Ingenieure für das Thema Nachhaltigkeit und die Chancen erneuerbarer Energien interessieren zu können, war ein wesentlicher Grund, dessentwegen Cheng im Herbst 2011 den Stuttgarter Stiftungslehrstuhl für Windenergie übernommen hat. Dieser wurde 2004 als erster seiner Art in Deutschland eingerichtet, auf Initiative und mit der finanziellen Unterstützung des Unternehmers Karl Schlecht, dem Gründer und langjährigen Firmenchef der Putzmeister AG in Aichtal unweit von Stuttgart. Seither hat sich einiges getan. Am Institut arbeiten zwischenzeitlich 18 Mitarbeiter. Und in die Vorlesungen, die früher vor zehn bis 15 Studierenden gehalten wurden, kommen heute hundert und mehr.

Welche Möglichkeiten sich eröffnen, wenn es gelingt, den Wind einzufangen, hat Po Wen Cheng als junger Mann von einem der großen Pioniere auf diesem Gebiet erfahren: dem unbeirrbaren und manchmal wegen seiner Überzeugung belächelten Robert Gasch, der an der Technischen Universität Berlin schon in den 80er Jahren eine Arbeitsgruppe für Windenergie-Forschung eingerichtet hat und Vorlesungen zu diesem Thema hielt. „Er konnte die Menschen dafür begeistern, hat ganze Generationen von Wissenschaftlern und Windingenieuren inspiriert und vor allem hat er das technische Wissen mit einem Hauch Humanismus vermittelt“, sagt Cheng, der sich selbst auch hat anstecken lassen von dem Enthusiasmus seines Professors. Heute ist er es, der versucht, den Ingenieurnachwuchs für Windenergie zu begeistern und das Bewusstsein für den Einsatz neuer Technologien und die sozialen Auswirkungen zu schaffen. „Das liegt mir sehr am Herzen.“

Dass er später etwas machen will, womit er den Menschen helfen kann, davon war er schon immer fest überzeugt – kein Wunder bei diesen Vorbildern: Albert Schweitzer, Albert Einstein, Nelson Mandela. Wie Schweitzer wollte Cheng ursprünglich einmal Arzt werden, weshalb er sich zunächst an der Universität in Buenos Aires im Fach Medizin eingeschrieben hatte, wo er mit seiner Familie seit Anfang der Achtziger lebte. Aus den Tiefen der Anatomie förderte er allerdings vor allem die Erkenntnis zu Tage, dass Heilen wohl doch nicht sein Metier ist. Die Suche ging weiter mit Architektur und Bauingenieurwesen bis er Anfang der 90er Jahre nach Deutschland kam, um Maschinenbau an der Technischen Universität Berlin zu studieren, von wo aus es nur noch ein kleiner Schritt zur Luftund Raumfahrtechnik war.

Bevor er im Herbst vergangenen Jahres dem Ruf an den Stiftungslehrstuhl Windenergie folgte, war der Globetrotter, der neun Sprachen beherrscht, viele Jahre beim Energiekonzern General Electric leitender Ingenieur für die Technologie- Entwicklung von Offshore-Windkraftwerken. „Anlagen, die im offenen Meer stehen, sind oft schwer erreichbar, sie müssen daher vor allem sehr zuverlässig arbeiten, weil der Betreiber durch den Ausfall von wichtigen Komponenten erhebliche Verluste an Energieertrag verkraften muss“, sagt Cheng, der seit seinem Umzug nach Stuttgart mit seiner Frau und seinem dreijährigen Sohn am grünen Rand der Stadt wohnt. An der Universität Stuttgart will der Windprofessor vor allem neue Fragestellungen angehen, um die Wirtschaftlichkeit der Windenergie zu verbessern. Dafür will er zum Beispiel die Anlagen mit Laser-Augen ausstatten, um den Wind vorherzusehen, wie er es nennt. Wissenschaftlich korrekt nennt sich die Methode Lidar-gestützte Regelung. Dahinter verbirgt sich eine Art Fernerkundungsverfahren, bei welchem die Windgeschwindigkeiten aus einer Entfernung von 200 bis 300 Metern mit Laserstrahlen gemessen werden können.

Geforscht wird an diesem Verfahren schon seit geraumer Zeit, die Wissenschaftler des Stiftungslehrstuhls der Uni Stuttgart haben nun aber den ersten praktischen Test durchgeführt und einen Durchbruch erzielt. Gelingt es, vorausschauende Windkraftanlagen zu bauen, könnten die Kosten künftig wesentlich reduziert und die Energieausbeute gleichzeitig erhöht werden. Wird eine Böe nämlich rechtzeitig erkannt, können die bis zu 75 Meter langen Rotorblätter abgedreht und damit die aerodynamischen Lasten auf die Anlage reduziert werden. Zehn Sekunden Vorwarnzeit reichen dabei schon aus. „Wenn die Anlagen nicht so starke Belastungen aushalten müssen, braucht man weniger Material“, sagt Cheng.

Mit dem Verlauf der Tests ist der Professor sehr zufrieden, mit den Rahmenbedingungen weniger. Weil es in Deutschland keine geeignete Forschungsanlage gibt, musste das Team den Probelauf auf dem Gelände des National Renewable Energy Laboratory in Colorado durchführen. „Wenn wir hier selber ein Testfeld hätten, könnten wir direkt vor der Haustür die spezifischen Bedingungen für den Standort testen“, sagt Cheng, der dabei vor allem an die hügeligen Regionen Süddeutschlands denkt. Die Anlagen sind hauptsächlich für das flache Land konzipiert, die turbulenten Bedingungen im bergigen Terrain bringen neue Herausforderungen mit sich. „Wenn die Windrichtung ständig wechselt, wie etwa am Albrand, wird die Struktur der Anlage extrem belastet“, sagt Cheng. Wie man die Windfelder dort charakterisieren kann, will er nun in einem eigenen Forschungsprojekt untersuchen.

Nach Ansicht des Wissenschaftlers müssten weltweit noch viele kleine Länder komplett erschlossen werden. Windenergie sei kein Luxus nur für große oder reiche Länder. Mit derzeit rund 22.000 Anlagen, die im Jahr 48 Milliarden Kilowattstunden an Strom produzieren, gehört Deutschland neben China, Spanien, Indien und den USA zu den großen Windenergieländern. Die Wachstumsrate hierzulande liegt bei zehn bis 15 Prozent pro Jahr – geografisch konzentriert auf den Norden Deutschlands. „In Süddeutschland gibt es genug Windpotential, es bewegt sich aber noch nicht viel“, sagt Cheng. Umso wichtiger ist es für ihn, seine Vision zu verbreiten. Möglichst viele Menschen sollen Wind kriegen von einer neuen Technologie, die das Zeug hat, Licht zu bringen in die Welt von morgen.