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Die Kraft der Wellen - Energie aus dem Meer

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Die Kraft der Wellen - Energie aus dem Meer
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Grundlagen zum Thema Die Kraft der Wellen - Energie aus dem Meer

Inhalt

Das Wellenkraftwerk

Elektrische Energie kann auf verschiedene Arten gewonnen werden. Eine noch relativ neue Technologie ist das Wellenkraftwerk. Im folgenden Text wird das Wellenkraftwerk auf einfache Weise erklärt.

Wellenkraftwerk – Erklärung

Unter einem Wellenkraftwerk versteht man eine besondere Art des Wasserkraftwerks. Es wandelt die Bewegungsenergie der Wellen in elektrische Energie um. In Wellen steckt ein großes Energiepotenzial. Die kontinuierliche Wellenbewegung wird vom Wellenkraftwerk zur Stromgewinnung genutzt. Somit zählt die Wellenkraft zu den erneuerbaren Energieformen.

Bis jetzt gibt es nur Prototypen von Wellenkraftwerken. Das bedeutet, es gibt kleine Kraftwerke, an denen getestet wird, wie gut sich diese Art der Energiegewinnung nutzen lässt und auf welche Faktoren besonders geachtet werden muss.

Jahrelange Messungen der Wellenhöhe und Wellenperiode durch Messbojen helfen dabei, passende Standorte bereits im Voraus zu ermitteln. Besonders gut eignet sich der nordöstliche Pazifik sowie der nordöstliche Atlantik. Aber auch Kap Hoorn, der Pazifik südlich von Neuseeland und die Atlantikküste vor Spanien, Portugal, Norwegen und Schottland sind geeignete Standorte.

Wellenkraftwerk – Aufbau und Funktion

Es gibt verschiedene Arten von Wellenkraftwerken, die sich im Aufbau und der Funktion unterscheiden. Im Folgenden werden drei Arten genauer vorgestellt.

Wellenkraftwerk pneumatische Kammer

Dieses Wellenkraftwerk basiert auf der sogenannten schwingenden Wassersäule. Ein Wellenberg drückt das Wasser in eine kaminartige Betonröhre. Das darauffolgende Wellental zieht das Wasser wieder heraus. Die kaminartige Röhre endet in einer Turbine. Durch den Wechsel zwischen hohem und niedrigem Wasserstand in der Röhre kommt es dazu, dass die sich darin befindende Luft entweder komprimiert oder angesaugt wird. Dadurch entsteht ein Luftstrom am oberen Auslass, der die Turbine betreibt und elektrische Energie erzeugt.

Wellenkraftwerk Schema

Durch die unterschiedliche Größe von Wellen kommt es jedoch zu Unstetigkeiten in der Energiegewinnung. Es wird versucht, diesen Unstetigkeiten durch mehrere unabhängige Kraftwerke oder auch Kurzzeitspeicher entgegenzuwirken.

Wellenkraftwerk Seeschlange

Dieses Wellenkraftwerk trägt seinen Namen aufgrund seines schlangenähnlichen Aussehens. Es besteht aus vier beweglichen, durch Gelenke verbundenen Auftriebskörpern. Diese schwimmen an der Meeresoberfläche quer zum Wellenkamm. Somit folgen die einzelnen Glieder der Bewegung der Wellen hoch und runter. Durch diese Bewegung wird in den Hydraulikzylindern, die sich in den Gelenken der Seeschlange befinden, eine Arbeitsflüssigkeit durch Röhren in den Ausgleichszylinder gepresst. Dabei passiert die Flüssigkeit Turbinen und Generatoren und betreibt diese. Auf diese Weise wird Strom erzeugt. Auch hier gibt es eine ungleichmäßige Stromerzeugung. Diese mittelt sich jedoch beim Einsatz mehrerer Geräte heraus.

Wellenkraftwerk Rampe

Bei der Rampe handelt es sich um ein schwimmendes Offshore-Kraftwerk. Zwei Barrieren, die in V-Form angeordnet sind, lenken die Wellen in ihre Mitte. Da der Welle nun weniger Platz zur Verfügung steht, wird sie verstärkt. Sie wird eine Rampe hinaufgeleitet. Das Wasser fließt dann über Turbinen und strömt zurück ins Meer. Die Turbine treibt einen Generator an, der Strom erzeugt.

Wellenkraftwerk Rampe

Neben diesen drei vorgestellten Arten gibt es noch weitere Ansätze, die Kraft der Wellen zu nutzen.

Wellenkraftwerk – Vor- und Nachteile

Wie alle Energiegewinnungsarten hat auch das Wellenkraftwerk verschiedene Vor- und Nachteile. Ein paar davon werden in den folgenden Stichpunkten aufgezeigt.

Wellenkraftwerk – Vorteile

  • Die Wellenkraft gehört zu den erneuerbaren Energien. Das bedeutet, es werden keine Ressourcen verbraucht, um mithilfe der Wellenenergie elektrische Energie zu erzeugen. Das gilt natürlich nur für die reine Energiegewinnung, nicht für den Herstellungsprozess der notwendigen Geräte.
  • Wellenkraftwerke haben einen sehr geringen Einfluss auf die Natur.
  • Expertinnen und Experten schätzen, dass die Wellenenergie weltweit $10\,\%$ des Strombedarfs decken könnte – auch weil sie eine gewisse Kontinuität und Verlässlichkeit bietet.

Wellenkraftwerk – Nachteile

  • Die Kosten für die Erzeugung elektrischer Energie durch Wellenkraft sind aktuell noch sehr hoch.
  • Nicht alle Standorte im Meer sind dafür geeignet.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Wellenkraftwerk

Was ist ein Wellenkraftwerk?
Wie ist ein Wellenkraftwerk aufgebaut?
Wie funktioniert ein Wellenkraftwerk?
Wie viel Strom produziert ein Wellenkraftwerk?

Transkript Die Kraft der Wellen - Energie aus dem Meer

Vor der schottischen Nordküste schwimmt eine lange rote Stahlschlange. Was einem U-Boot ähnelt, ist ein Kraftwerk, das Energie aus Wellen produziert. Denn in Wellen steckt ein unglaubliches Energie-Potenzial. Experten des Weltenergierates in London schätzen, dass Wellenkraftwerke rund 15 % des globalen Strombedarfs decken könnten. Beim Anblick des roten Ungetüms, das langsam in den Wellen schaukelt, denkt man nicht unbedingt an einen Hightech-Stromerzeuger. Doch das täuscht. Das Wellen-Kraftwerk besitzt vier riesige, miteinander verbundene Stahlzylinder, die Strom erzeugen, indem sie sich im vorgegebenen Takt der Wellen auf und ab bewegen. 150 Meter lang und 750 Tonnen schwer ist die Stahlröhre, die einen Durchmesser von etwa drei Metern hat. Das Wasserkraftwerk sieht nicht nur aus wie eine Schlange, es heißt auch so: Pelamis, das griechische Wort für Seeschlange. Das Meer vor der Küste der Orkney-Inseln ist aufgrund des rauen Klimas ein ideales Testgebiet. Hier überwacht das europäische Zentrum für marine Energie die Wellenbewegung der Nordsee. Die Forschungseinrichtung, die sich in einem alten Schulhaus in dem kleinen Städtchen Stromness befindet, ist einmalig in Europa. Hierher übermitteln Messbojen pausenlos Daten über die Wellenhöhe vor der Küste. Normal ist eine Wellenhöhe von drei bis vier Metern. Alle Tests werden über Datenleitungen und eine ferngesteuerte Kamera überwacht. So können die Forscher direkt reagieren. Optimale Bedingungen für den Testlauf der Pelamis, der etwa einen Kilometer vor der Küste stattfindet. Auch bei einer kommerziellen Nutzung nach dem Testlauf würden die Stahlschlangen in Küstennähe verankert werden. Einer der Gründe sind die hohen Kosten von Unterseekabeln. Im Härtetest auf Hochsee hat der Prototyp Pelamis seine Ausdauer bewiesen. In Zeiten immer knapper werdender Rohstoffe arbeiten die Entwickler unter Zeitdruck an einer alternativen Energiegewinnung. Das internationale Interesse wächst auch an Pelamis. Die ersten Bestellungen gehen ein. Etwa eine Autostunde von Edinburgh entfernt, bietet eine Fabrikhalle optimale Bedingungen für den Bau der Stahlschlange. Die Technik erfordert Knowhow aus ganz verschiedenen Bereichen. Die Spezialisten kommen aus der Auto-, Müll- und Elektroindustrie. Schon bald könnte diese Seeschlange den Markt der alternativen Energien in Bewegung bringen.

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