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Am 21.5.2017 sagte das Schweizer Stimmvolk deutlich “Ja” zur Energiestrategie 2050. Die damit verbundene Förderung von erneuerbaren Energien bestätigt den Trend  zu einer nachhaltigen Ressourcennutzung, der sich schon seit längerem abzeichnet. Um die daran gekoppelten Herausforderungen zu meistern, müssen innovative Lösungsansätze gefunden werden. Eine vielversprechende Möglichkeit, die Effizienz von konventionellen Windturbinen zu übertreffen, sind Airborne Wind Energy Systeme.

Wir entwickeln nun im Rahmen unseres Fokusprojekts an der ETH Zürich ein solches System. Unser Team durchläuft in neun Monaten alle Schritte einer Produktentwicklung, von der Idee bis  zum fertigen Produkt.


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Als eine führende Hochschule weltweit, engagiert sich die ETH Zürich stark in Forschung und Lehre für eine effiziente, nachhaltige und schonende Nutzung der Ressourcen und der Umwelt. In Leichtbausystemen spiegelt sich dieser Gedanke durch die Verwirklichung von gewichtsoptimierten Lösungen mit multifunktionalen Eigenschaften wieder. Im Rahmen des jährlich wiederkehrenden Fokusprojektes hat sich letztes Jahr ein Team von begeisterten Studierenden sehr erfolgreich mit der Entwicklung und Realisierung von innovativen Flugsystemen für die Gewinnung von Windenergie in grossen Höhen beschäftigt. Wesentliche Vorteile dabei sind die starken und konstanten Windverhältnisse, die zu einer effizienteren Gewinnung der Windenergie als am Boden führen. Diesbezüglich freue ich mich sehr, dass auch dieses Jahr sich erneut acht Maschinenbaustudenten gefunden haben, um ihr Wissen, ihre Technikbegeisterung und Kreativität an diesem spannenden interdisziplinären Projekt unter Beweis zu stellen und ihre Fachkenntnisse und Projektskills zu erweitern. Die vielfältigen Herausforderungen beinhalten unter anderem aerodynamische und strukturelle Auslegung, Konstruktion sowie Regelung und experimentelle Tests an Prototypen. Das Fokus-Team wird dabei von Fachleuten begleitet und kann auf die Top-Infrastruktur am CMASLab der ETH Zürich zurückgreifen.

Prof. Dr. Paolo Ermanni                                                                                              

Leiter des Composite Materials and Adaptive Structrures Lab

ETH Zürich


The past few decades have seen an undeniable trend towards renewable energies. The issues of energy security and sustainability are at the top of the agenda of most of the worlds countries. Renewable energy sources clearly play a key role in this respect. In the well established renewable energy technologies, like wind turbines and solar, substantial improvements have been made. Nevertheless there is still great need for new and different approaches that can provide significant amounts of electricity at competitive costs, and/or enable new sustainable energy markets. Airborne Wind Energy (AWE) represents one family of such innovative approaches. Conceived in the late ‘70s, the basic idea of AWE is to use tethered aircraftto convert wind energy into electricity. In AWE, active control systems replace the structural function of the foundations and tower of conventional wind turbines, by manipulating the aerodynamic forces developed by the aircraft to stabilize its motion while still generating electricity.                                               
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The main advantages are lower capital costs, and larger energy yield for the same rated power, due to the possibility of reaching altitudes between 200 and 600 m above ground, where the wind is stronger and more consistent. This enables access to regions that aren’t suitable for conventional wind turbines. This idea remained silent for two decades, before being explored starting from the early 2000s up to today’s existing prototypes and demonstrators realized by a good number of companies and research groups around the world. On paper, AWE technologies have the potential to provide substantial amounts of electricity at competitive costs with respect to all the other existing options on the market. However, the price to be paid is a very high system complexity, which involves several technical issues that have still to be solved. In this respect, I believe that projects like this one, driven by nine motivated mechanical engineering students, can be very effective at contributing to solve the remaining technical bottlenecks in airborne wind energy, by developing and demonstrating innovative concepts and solution approaches, thus bringing this technology closer to real-world application.
Prof. Dr. Lorenzo Fagiano
Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria
Politecnico di Milano