> zurück zur Auswahl

 
Die Erfindung des Windstroms - neue energie / April 2012

Windmühlen drehen sich seit Jahrtausenden, Strom produzieren sie erst seit 125 Jahren. Als Erfinder dieser Technik gilt der Schotte James Blyth. Erfolge konnte er damals nicht feiern. Die Bürger empfanden Elektrizität als Teufelszeug.


Baumstämme, Holzlatten, Baumwollstoff und ein Dynamo. Viel mehr braucht es nicht, um gegen Ende des 19. Jahrhunderts das erste Windrad der Welt zu bauen, das Strom erzeugt. Mit den heutigen Maschinen hatte diese Anlage nur wenig gemein. Der Vertikalachser war etwa zehn Meter hoch und stand auf einem Dreibein. Blies der Wind, so drückte er kräftig in die vier Stoffsegel: Der im Durchmesser etwa acht Meter große Rotor drehte sich und trieb erst ein Schwungrad an, das gleichzeitig als einfaches Getriebe fungierte. Über einen Riementrieb schließlich wurde ein kleiner Generator in Bewegung gebracht, der in einem abseits stehenden Häuschen stand. Der so erzeugte Strom floss in gerade erst erfundene Blei-Akkumulatoren. So saß der Hausherr abends nicht im Dunkeln, sondern konnte bis spät in die Nacht über Zeichnungen und Schriften brüten. Insgesamt zehn 25-Volt-Glühlampen leuchteten bei „moderater Brise“ auf, wie der Erfinder schreibt. James Blyth, ein Wissenschaftler mit Abschluss von der Edinburgh University, gilt als dieser Erfinder. Im Juli 1887 soll die Anlage im Garten seines Ferienhäuschens im schottischen Marykirk erstmals Strom produziert haben.

Ein Schotte hat’s erfunden

Die Zeiten für Erfinder sind damals gut. Ende des 19. Jahrhunderts ist die Industrialisierung in vollem Gange. Kohle und Öl werden gefördert, Stahl verarbeitet und Dampfmaschinen übernehmen immer mehr schweißtreibende Arbeiten. Elektrischer Strom und Magnetismus kommen gerade auf und beflügeln die Phantasie der Forscher. Einer der Lehrväter von James Blyth ist der Wissenschaftler William Thomson, wegen seiner Arbeiten zur Thermodynamik auch als Lord Kelvin bekannt. Thomson hat schon damals Akkumulatoren und elektrisches Licht in seinem Haus. Das muss James Blyth schwer beeindruckt haben. „Batterien und Elektrizität waren sehr neu und aufregend damals“, sagt Trevor Price. Der promovierte Ingenieur lehrt als Professor an der University of Glamorgan in Wales. Er ist Autor einer ganzen Reihe von Windkraft-Fachaufsätzen, unter anderem über das Schaffen von James Blyth. Trevor Price fand heraus, dass William Thomson bereits 1881 bei einem Vortrag in der Glasgow Philosophical Society, der auch Blyth angehörte, erzählte: „Windräder können Batterien laden. Aber noch sind sie zu teuer. Ohne Erfindungen, die bislang nicht gemacht wurden, wird es nicht möglich sein.“ In dieser Rede soll der Visionär Thomson gar vor dem Ende der Kohle gewarnt haben.

Die Worte Thomsons ließen James Blyth anscheinend keine Ruhe und so macht er sich an die Arbeit, eben dieses Windrad zu erfinden. Wie genau die Maschine aussah, beschreibt er in einem Brief vom 2. Mai 1888 an die Philosophische Gesellschaft: „Ein Dreibein, mit einem rund zehn Meter großen Rotor, vier je vier Meter langen Streben mit Baumwollsegeln daran und einem Bürgin-Dynamo, der vom Schwungrad über ein Seil angetrieben wird.“
Den von ihm nicht benötigten Stromüberschuss spendierte Blyth dem Städtchen Marykirk, um nachts die Straßen zu beleuchten. Die Drähte wurden aber bald wieder abgerissen: Elektrischen Strom hielt man für Teufelszeug. Den Vertretern der „fossilen Branche“, die sich in der Glasgow Philosophical Society fanden, darunter Dampfmaschinen-Erfinder James Watt und andere Größen, galt Elektrizität schlicht als Konkurrenz. „Die hatten damals schon Angst vor Erneuerbaren“, sagt Trevor Price. Auch die erstarkende Öl-Lobby roch wohl das Gefahrenpotenzial von Blyths Erfindung. Sie legt ihm, wie Price vermutet, einige Steine in den Weg.

Denn seine mit der Anlage neben seinem Ferienhäuschen waren so erfolgreich, dass er Geschäfte witterte und am 10. November 1891 das Patent mit der Nummer GB19401 anmeldete. Blyth war derart überzeugt vom kommenden Erfolg der Windkraft, dass er 1895 eine modifizierte Anlage bauen ließ. Die hatte statt vier Baumwollsegeln acht hölzerne oder eiserne Halbschalen. „Genau weiß man vieles nicht“, sagt Trevor Price. Jedenfalls machte sich Blyth Gedanken um die Drehzahl, denn eine Begrenzung gab es nicht. Er ging davon aus, dass seine Anlage vor dem Überdrehen sicher sei. Ob er richtig lag, ist unbekannt. 27 Jahre lang soll die Anlage gearbeitet und Licht spendiert haben. Dem Erfinder und Visionär dürfte die Reichweite seines Schaffens seinerzeit kaum bekannt gewesen sein. Er starb 1906. Weil James Blyth ein Einzelkämpfer war und von Wissenschaft wie Industrie keine Unterstützung erfuhr, geriet seine Windturbine bald in Vergessenheit.

Erfinder Nummer 2: Windstrom in den USA

Heute, ziemlich genau 125 Jahre nachdem James Blyth den Wind anzapfte, leuchten weltweit Millionen von Glühlampen auf – gespeist von Hunderttausenden Windrädern. Doch wer genau der Vater der Technik ist, bleibt strittig. Denn auch in den USA baute Ende des 19. Jahrhunderts ein Erfinder ein Windrad, das einen Generator antrieb und Strom erzeugte: Charles Francis Brush aus Cleveland, Ohio. Er konstruierte, ebenfalls im Jahr 1887, einen 18 Meter hohen, hölzernen Turm im Garten seines Anwesens. Der horizontal gelagerte Rotor hatte 17 Meter Durchmesser und bestand aus 144 hölzernen Blättern. Der im Turmkopf untergebrachte Dynamo erhielt die benötigte Drehzahl von rund 500 Umdrehungen pro Minute über ein Getriebe mit der Übersetzung 50:1. Er leistete zwölf Kilowatt und diente seinem Erfinder dazu, Strom für seine Versuche zur Verfügung zu haben. Die kolossale Maschine verfügte über einen ausgeklügelten Mechanismus, der die gesamte Anlage automatisch dem Wind nachführte. Sie war sogar mit einer Art Notfallabschaltung ausgerüstet – bei zu starker Brise schwenkt sie aus dem Wind.

Schon im Herbst 1887 soll die „Brush-Mill“ ihre ersten Runden gedreht haben, also kurz nach Blyths Anlage. Aber sie erlange ungleich mehr Bekanntheit: Im Dezember 1890 wurde sie im Fachjournal „Scientific American“ ausführlich beschrieben. Von der Erfindung James Blyths unterschied sie sich massiv. „Brush hat das Grunddesign der amerikanischen Windräder übernommen. Der Generator mitsamt dem Riemenantrieb war in einem Mühlenhaus untergebracht, das sich als ganzes automatisch in den Wind drehte. Einfacher und ganz unabhängig von der Windrichtung arbeitete die Konstruktion von Blyth mit einer vertikalen Drehachse“, sagt Reiner Schipporeit, Abteilungsleiter Energie im Deutschen Technikmuseum Berlin und Kurator der Ausstellung „Windstärken“.

Wer nun wirklich der erste war, kann auch Schipporeit nicht bestimmt sagen: „Bisher waren sich alle einig, dass es Brush war. Es sieht aber so aus, als wäre Blyth ein paar Monate früher dran gewesen. Sicher ist, dass es 1887 war.“ Auch Trevor Price tippt auf den Schotten: „Nach allem, was ich an Belegen gesehen habe, ist Blyth wahrscheinlich der Erste.“

Dänemarks Wind-Urvater

Vielleicht war es ja auch ein ganz anderer? Die stärkste Ähnlichkeit mit den modernen Horizontalmaschinen haben jedenfalls die Arbeiten des Dänen Poul la Cour. Der Meteorologe ging die Windkraft wohl als erster rein wissenschaftlich an, führte als erster Windkanalversuche durch und erforschte das ideale Flügelprofil. Er erhielt sogar Forschungsgelder seiner Regierung für den Bau des Prototyps. 1891 errichtete er eine Anlage im jütländischen Askov. La Cour entdeckte, dass schnelllaufende Anlagen mit weniger Flügeln – hier drehen die Flügel schneller als der Wind – besser sind, um Strom zu erzeugen. Doch genau wie Blyth in Schottland und Brush in den USA war auch Poul la Cour klar, dass es nicht damit getan ist, elektrische Energie zu erzeugen: Der Strom musste gespeichert werden, denn ein Stromnetz zur Verteilung und Pufferung existierte nicht.

La Cours Ziel war die Elektrifizierung der ländlichen Region. Da die Menschen vom Land tagsüber auf dem Feld arbeiteten, brauchten sie abends Licht. Zum Speichern des erzeugten Windstroms setzte la Cour statt auf Batterien allerdings auf Wasserstoff, den er per Elektrolyse gewann. Dafür brauchte er Strom. So arbeitete Poul la Cour bereits um 1900 an einem Problem, das uns heute, über 100 Jahre später in ähnlich brennender Weise beschäftigt. Genau wie damals ist heute das Verwandeln von Windstrom in Wasserstoff eine interessante Option. „Die führende Rolle der Dänen zeichnete sich schon am Ende des 19. Jahrhunderts ab“, konstatiert Reiner Schipporeit.

Wer war nun also der erste Mensch, der ein Windrad baute, um elektrischen Strom zu erzeugen? Blyth? Brush? Oder la Cour? Vielleicht lässt man die Geschichte einfach Geschichte sein und einigt sich auf folgendes: Der Schotte baute das erste Vertikalwindrad, der Amerikaner die erste Horizontalanlage und der Däne die erste moderne Windkraftanlage.


Der Beitrag erschien im April 2012 in: neue energie

© 2011 Daniel Hautmann