Wellenkraftwerke – Beispiele für drei Projekte
Die Energie der Meereswellen übersteigt die spezifische Kraft von Wind und Solarenergie… Die durchschnittliche Leistung der Wellen der Ozeane und Meere übersteigt 15 kW pro Laufmeter, und bei einer Wellenhöhe von 2 Metern kann die Leistung ganze 80 kW pro Laufmeter erreichen.
Bei der Umwandlung von Wellenenergie kann der Wirkungsgrad deutlich höher sein als bei anderen alternativen Methoden wie Wind- und Solarkraftwerken und erreicht einen Wirkungsgrad von 85 %.
Energie aus der Meeresbewegung kann gewonnen werden, indem die auf und ab oszillierende Bewegung der Wellen durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Im einfachsten Fall sollte der Generator ein Wellendrehmoment erhalten, es sollten nicht viele Zwischenumwandlungen erfolgen und die meisten Geräte sollten sich möglichst an Land befinden.
Die erste industrielle Version des Wellenkraftwerks, gebaut vom schottischen Unternehmen Pelamis Wave Power, ging 2008 fünf Kilometer von der Küste entfernt bei Povua de Varzin in der Region Agusadora in Portugal in Betrieb.Das Kraftwerk heißt Pelamis P-750. Es besteht aus drei identischen Wandlern, die sich auf den Wellen des Atlantischen Ozeans wiegen und zusammen 2,25 MW elektrische Energie erzeugen. Jeder Konverter besteht aus vier Abschnitten.
Die Konverter sind 120 Meter lang, haben einen Durchmesser von 3,5 Metern und wiegen 750 Tonnen. Diese Serpentinen ähneln schwimmenden Konvois aus vier Autos oder Seedrachen, wie die Einheimischen sie nennen.
Jeder Abschnitt enthält einen Hydraulikmotor und einen Generator. Hydraulikmotoren werden durch Öl angetrieben, das Kolben bewegt, die wiederum durch die Auf- und Abbewegung der Gelenke in Wellen gesteuert werden. Die Gelenke enthalten spezielle Kraftmodule, die so konzipiert sind, dass sie möglichst effizient mit den Kolben zusammenarbeiten.
Hydraulikmotoren treiben Generatoren an, die wiederum Strom erzeugen. Die Stromversorgung an Land erfolgt über Stromkabel. Diese Energie reicht aus, um 1.600 Häuser in der Küstenstadt Pauvoa de Varzin mit Strom zu versorgen.
Im Jahr 2009 wurde vor der Küste der Orkney-Inseln im Norden Schottlands ein weiteres einzigartiges Bauwerk in Betrieb genommen, das Energie aus den Wellen der Nordsee erzeugt. Entworfen und gebaut wurde er von der Edinburgher Firma Aquamarine Power, dem „Oyster“-Generator, was „Auster“ bedeutet.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine große schwimmende Pumpe, die in Wellen hin und her schwingt und so eine auf dem Grund in etwa 16 Metern Tiefe befindliche Zweiwegepumpe antreibt.
Das Konstruktionsmerkmal besteht darin, dass der gesamte elektrische Teil des Geräts an Land gebracht wird und die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen – der Schwimmpumpe und dem Landkraftwerk – über ein Rohr erfolgt, durch das Meerwasser unter Druck zum Wasserkraftgenerator fließt.
Diese Station versorgt mehrere hundert Häuser mit Strom und die maximale Leistung, die das System entwickeln kann, beträgt 600 kW.
Aquamarine Power glaubt, dass das Oyster-Projekt nur der erste Schritt ist. Das Unternehmen erwägt den Bau einer Flotte von 20 solcher Einheiten, die Megawatt Strom erzeugen könnten, um 9.000 Privathaushalte mit Strom zu versorgen. Eine weitere Option könnte der Bau eines Komplexes aus mehreren schwimmenden Pumpen sein, die an einer leistungsstarken landgestützten Wasserkraftturbine arbeiten.
Im selben Jahr 2009 begann in Großbritannien vor der Küste von Cornwall der Bau des Komplexes von Wave Hub-Wellengeneratoren, die über ein Stromkabel mit dem Ufer verbunden sind. Eine Reihe von Generatoren mit der Marke PowerBuoy, einem amerikanischen Unternehmen Ocean Power Technologies, funktioniert durch die vertikale Bewegung von Schwimmkörpern, die auf am Boden verankerten Säulen gleiten. Die Tiefe, in der die Säulen installiert sind, beträgt 50 Meter und die Gesamtkapazität des Systems aus 400 Bojen wird insgesamt 50 MW betragen.
Es ist das größte Wellenkraftwerk der Welt und seine Bauzeit ist auf fünf Jahre ausgelegt. Die Bojen befinden sich im Meer, beginnend in einer Entfernung von 16 Kilometern von der Küste, wo die Stadt Hailey liegt, und weiter, über 1.800 Meter, sollen insgesamt 400 solcher Bojen eingesetzt werden. Das Projekt entwickelt sich ständig (noch) weiter und die technischen Daten sind überall unterschiedlich. Nach neuesten inoffiziellen Daten wurde die maximale Leistung von 20 MW erreicht.
Die Bojen sind wie folgt angeordnet. In der Säule befindet sich ein Generator, der von einem Kolbensystem angetrieben wird und Strom erzeugt, wenn die Boje gegen die Wellen vibriert. Elektrizität Von jeder Boje wird es per Kabel an ein Unterwasser-Umspannwerk übertragen, von wo aus ein Stromkabel den Strom an Land überträgt.