Wellenkraftwerke

Oszillierende Wassersäule

Bei dieser Technologie kommen die Meeresturbinen nicht mit Wasser in Berührung. Statt dessen wird eine Luftsäule in Bewegung gesetzt, die die Maschinen antreibt. Die Wellen schwappen in einen Hohlbehälter hinein, der zum Meer hin offen ist. Dadurch wird die Luftsäule im so genannten Kollektor komprimiert und entspannt - ganz ähnlich dem Funktionsprinzip einer Luftpumpe. Das Kraftwerk atmet ein und aus. Dieser Druckunterschied wird von einer nach ihrem Erfinder benannten Wells-Turbine in Rotationsenergie umgesetzt, die dann von einem Generator in Elektrizität umgewandelt wird.
Dabei wird die Turbine periodisch beidseitig durchströmt, je nachdem, ob die Anlage ein- oder ausatmet. Aufgrund einer speziell gewählten Rotorgeometrie wird dies ohne periodische Blattwinkelverstellung oder ohne periodischen Wechsel der Rotationsrichtung erreicht. Berücksichtigt man, dass pro Jahr rund 3 Millionen Wellen an der Küste auslaufen, so wird unmittelbar klar, dass nur diese Einfachheit im Turbinendesign maximale Zuverlässigkeit sichern kann. 

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Voith Hydro setzt die oszilierende Wassersäulen-Technologie derzeit in drei Typen von landnahen Kraftwerken ein:

Shore-Line Kraftwerke 

In einem Kollektorbauwerk, das an der Küste angebaut wird und zum Meer hin eine Öffnung hat, bildet sich eine Luftkammer, in der sich die Luft durch ein- und austretende Wellen komprimiert und entspannt. Je nach Baugröße und Wellendargebot können solche Shore-Line Kraftwerke Nennleistungen von einigen hundert Kilowatt bis zu wenigen Megawatt aufweisen.

Nearshore Kraftwerke

Analog zu einem Shore-Line Kraftwerk kann ein Kollektorbauwerk auch einige hundert Meter vor der Küste in ca. zehn Meter tiefes Wasser gesetzt werden. Solche Anlagen können zudem als Anlegestelle für kleinere Schiffe und Boote genutzt werden. Das Kollektorbauwerk wird üblicherweise mit einem Damm mit dem Festland verbunden. Dieser Damm ermöglicht den einfachen Zugang zum Kraftwerk zu Wartungszwecken sowie die trockene und geschützte Verlegung des Kabels. Je nach Wellendargebot und Kraftwerksgröße sind Nennleistungen von 10-100 MW vorstellbar. Im Rahmen der britischen Einspeisevergütungen können solche Kraftwerke bereits heute wirtschaftlich betrieben werden.

Breakwater Kraftwerke 

Bei dieser Technologie wird das Kraftwerk in ein neu zu bauendes Küstenbauwerk, wie z.B. Hafenmolen oder Küstenschutzprojekte integriert. Dadurch können Kosten signifikant reduziert werden. An energiereichen Standorten können durch diese Zweitnutzung der Küstenschutzbauwerke Wellenkraftwerke mit mehr als 10 MW Nennleistung geschaffen werden.

300-kW-Anlage in Mutriku

Das weltweit erste Breakwater-Wellenkraftwerk wurde an der spanischen Atlantikküste in Mutriku im Sommer 2011 in Betrieb genommen. Mit einer Nennleistung von rund 300 kW können rund 250 Haushalte versorgt werden. Die Anlage umfasst 16 Wells-Turbinen mit einer Nennleistung von je 18,5 kW und wurde in die Hafenmole von Mutriku eingebaut, die von der lokalen Verwaltung neu errichtet wurde. Nicht nur die Splittung der Baukosten mit den öffentlichen Behörden, sondern auch die Nutzung der bereits vorhandenen Infrastruktur (Netzanschluss, Zugangswege, etc.) spiegeln die wesentlichen Vorteile dieser Technologie wider.
Das Mutriku Kraftwerk wird seit der Inbetriebnahme erfolgreich durch die baskische Energieagentur EVE betrieben und ist derzeit das einzige kommerziell betriebene Wellenkraftwerk weltweit.