Iedereen die ooit een kindervlieger heeft bestuurd, kent het gevoel:de wind grijpt de vlieger en trekt aan het touwtje. De snaar is snel gespannen, de spindel draait tussen de vingers en is moeilijk te controleren. De vraag rijst:kan deze wilde energie ook worden gebruikt om elektriciteit op te wekken?

Rolf Luchsinger is CEO van Empa's spin-off TwingTec, opgericht in 2013. Dit maakt TwingTec een van de eerste bedrijven die windkrachtcentrales in de lucht heeft ontwikkeld - en is een aantal van zijn concurrenten een stap voor. Het jonge bedrijf heeft negen mensen in dienst op het hoofdkantoor in Dübendorf.

Stijg steeds weer op

Het idee achter het project is simpel, maar de praktijk is lastig:meteorologen weten dat windenergie op een hoogte van 500 meter tot acht keer sterker is dan op een hoogte van 120 meter - de ashoogte van moderne windturbines. Een vlieger kan gebruik maken van deze sterke wind als hij in cirkels omhoog schiet en een touw van een katrol trekt. Op de as van de kabelschijf is een generator aangesloten die elektriciteit opwekt. Zodra het touw is afgewikkeld, de vlieger glijdt terug naar het grondstation; ondertussen, het touw wordt opgewonden en de klim begint opnieuw. "De grote uitdaging is niet het vliegen zelf, ", zegt Luchsinger. "Het probleem is om automatisch op te stijgen en te landen. Ten slotte, de vliegercentrale moet elektriciteit kunnen leveren zonder te worden gecontroleerd door mensen.

Geautomatiseerde vlucht succesvol

In het najaar van 2018, dit was precies wat er gebeurde op de bergtop van de Chasseral in het westen van Zwitserland. TwingTec-prototype T28, een apparaat met een spanwijdte van drie meter, begonnen vanuit zijn basisvoertuig, klom de lucht in, 30 minuten autonoom rondgelopen, produceerde elektrische energie en landde uiteindelijk veilig op het lanceerplatform. Nu komt de volgende stap:continue stroomopwekking voor klanten.

Het team van Luchsinger werkt momenteel aan het T29-prototype, die in november 2019 voor langere tijd in bedrijf zal zijn bij de Chasseral. T29 zal niet alleen automatisch opstijgen en landen, maar zal ook tot 10 kW elektrisch vermogen opwekken en terugleveren aan het net. BKW, een nut van Bern, is verantwoordelijk voor het overbrengen van de experimentele windenergie naar de eerste consumenten.

De route van de eerste schets naar de eerste kilowattuur netstroom was lang en bochtig. In het begin, er was het idee om een ​​vlieger te gebruiken die versterkt was met perslucht, vergelijkbaar met kitesurfen. Onderzoek naar een aantal prototypes leidde tot een constructie met stijve vleugels. Sturen met meerdere touwen werd ook weggegooid ten gunste van een controlesysteem met kleppen zoals een vliegtuig. TwingTec gebruikt kleine rotors voor het opstijgen en landen, vergelijkbaar met een drone In 2014, TwingTec heeft een baanbrekend patent ingediend voor de start- en landingstechnologie van de energievlieger, die inmiddels in verschillende landen is goedgekeurd.

Een blik op de talrijke concurrenten laat zien hoe veelbelovend energievliegers binnenkort zouden kunnen zijn. Alleen al in Europa tien start-ups en meerdere teams van universiteiten en hogescholen ontwikkelen oplossingen voor deze vorm van energieopwekking. Ze zijn allemaal lid van de vereniging Airborne Wind Europe, die om de twee jaar een grote conferentie organiseert. De 8e Airborne Wind Energy Conference (AWEC 2019) wordt gehouden op 15-16 oktober 2019 aan de Universiteit van Strathclyde, Glasgow.

Op weg naar commercialisering

Daarom, TwingTec mag niet te veel tijd kosten en bereidt zich voor op de volgende stap. De bevindingen van de vliegtesten met de T29 zullen binnenkort leiden tot het eerste serieproduct:de TT100, een energie vlieger met een spanwijdte van 15 meter. Geplaatst op een standaard zeecontainer, the kite is to take off and land automatically and generate up to 100 kW of electrical power—which would be sufficient for 60 single-family homes.

Echter, in the Swiss mainland you will probably never see energy kites. "Wind power is not suitable for densely populated areas, " says TwingTec CEO Rolf Luchsinger. Customers for this sustainable form of energy generation rather live in remote areas. "We are talking to mining companies, mayors of remote settlements and people on islands. Today those places mostly use diesel generators that emit exhaust gases and noise. Besides of that, diesel fuel has to be delivered at great expense to these places." Autonomously working TwingTec kites could save diesel and take over the entire energy production in the medium term. In the long term, echter, Luchsinger has even bigger plans:to build floating wind farms on the sea with his energy kites. There is plenty of space and wind, and energy-kites won't bother anyone. This is precisely what wind energy needs to speed up the energy revolution.

A lot of capital will be needed to start series production. Prototype T29, which is to fly on the Chasseral in autumn, got financial support by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE). Echter, private investors and partners from the energy industry are now being sought for the commercialization phase coming up, so that the enormous potential of wind power can finally be exploited in full scale.