Chinese luchtballon wekt evenveel stroom op uit wind als een windturbine

De S1500 SAWES, deze lijkt sterk op de S2000. (Foto Tsinghua University.)

Begin 2026 werd in de Chinese stad Yibin een test uitgevoerd met een prototype van zo’n systeem. De ballon, uitgerust met twaalf geïntegreerde windturbines, steeg tijdens de proefvlucht tot ongeveer 2000 meter hoogte. Tijdens deze test werd circa 385 kilowattuur elektriciteit opgewekt. De geproduceerde energie werd via draagkabels direct aan het lokale elektriciteitsnet geleverd.

Het systeem, ontwikkeld door het bedrijf Linyi Yunchuan Energy Technology, heeft aanzienlijke afmetingen: circa 60 meter lang, 40 meter hoog en 40 meter breed. Volgens de ontwikkelaars kan het platform onder optimale omstandigheden een vermogen van ongeveer 3 megawatt bereiken. Dat is vergelijkbaar met de capaciteit van een gemiddelde moderne windturbine op land.

De ballon maakt deel uit van het zogeheten Stratosphere Airborne Wind Energy System (SAWES). Het huidige prototype, de S2000 SAWES, is een doorontwikkeling van de eerdere S1500-variant. Die opereerde op een hoogte van ongeveer 1500 meter en had een vermogen van circa 1,2 megawatt.

Wind op grotere hoogte
Windenergie levert wereldwijd ongeveer tien procent van de elektriciteitsproductie. In sommige landen ligt dit aandeel aanzienlijk hoger; Nederland haalt bijvoorbeeld meer dan 30 procent van zijn elektriciteit uit wind.

Een belangrijke beperking van conventionele windturbines is echter de variabiliteit van wind. Zowel de windsnelheid als de windrichting kan sterk fluctueren, wat leidt tot wisselende energieproductie. Daarom onderzoeken verschillende onderzoeksinstellingen en bedrijven systemen die energie winnen uit winden op grotere hoogte.

Op grotere hoogtes zijn luchtstromingen doorgaans stabieler en krachtiger. Vanuit fysisch oogpunt is dat relevant, omdat het vermogen van windenergie-installaties sterk afhankelijk is van de windsnelheid: een verdubbeling van de windsnelheid kan theoretisch leiden tot een achtvoudige toename van het beschikbare windvermogen.

Potentiële voordelen
Naast de gunstige windcondities biedt een luchtballonplatform nog andere potentiële voordelen. De constructie vereist aanzienlijk minder materiaal dan een conventionele windturbine met toren en fundering. Ook de ruimtelijke impact op de grond blijft beperkt, omdat het systeem met kabels wordt verankerd in plaats van op een massieve fundering te rusten.

Daarnaast kan de installatie relatief snel worden opgezet. Dit maakt het concept mogelijk geschikt voor locaties waar de bouw van grote windturbines lastig is, bijvoorbeeld in bergachtig terrein of afgelegen gebieden.

Technische uitdagingen
Ondanks deze voordelen staat de technologie nog in een vroege ontwikkelingsfase. Systemen voor windenergie op grote hoogte worden al langer onderzocht, maar grootschalige toepassing blijft vooralsnog uit.

Een van de grootste technische uitdagingen betreft de kabels waarmee het systeem wordt verankerd en waarmee de elektriciteit wordt afgevoerd. Deze kabels moeten aanzienlijke mechanische belastingen kunnen weerstaan door de sterke winden op grote hoogte.

Daarnaast zijn de systemen gevoelig voor extreme weersomstandigheden, zoals stormen, onweer en ijsvorming. In dergelijke situaties moet het platform mogelijk tijdelijk worden neergehaald, wat de continuïteit van de energieproductie beperkt.

Ook integratie in het luchtruim vormt een aandachtspunt, aangezien installaties op dergelijke hoogtes het vliegverkeer kunnen beïnvloeden.

Economische haalbaarheid
Naast technische vraagstukken speelt ook de economische haalbaarheid een belangrijke rol. Omdat airborne wind energy-systemen nog relatief nieuw zijn, liggen de kosten momenteel hoger dan bij conventionele windturbines op land of op zee.