Wellenkraftwerk
Eine besondere Form des Wasserkraftwerks ist das Wellenkraftwerk. Dieses benutzt die vorhandene Energie der Wellen und somit auch auf eine indirekte Art und Weise die Kraft des Windes.
Die Wellenenergie gehört in die Kategorie der regenerativen Energien, da diese dauerhaft auf der Erde vorhanden sind. Bei einem Gezeitenkraftwerk wird der Höhenunterschied der Gezeiten ausgenutzt, sondern die kontinuierliche Bewegungsenergie der Wellen.
Die Technologien des Wellenkraftwerks
Durch verschiedenen Technologien ist die Nutzung der Wellenenergie möglich.
Pneumatische Kammer
Eine Technologie ist die Pneumatische Kammer, welche die Energie der hinein- und ausströmenden Luft, welche das Meer herbei bringt, durch einen Windgenerator nutzt.
Schwimmkörper
Eine weitere Technologie ist die des Schwimmkörperprinzips. Dabei sind die Schwimmkörper miteinander oder am Ufer verbunden. Durch die vom Meer verursachte Wellenbewegung, werden auch die Schwimmkörper in Bewegung gesetzt. Da dies über ein hydraulisches System aufgenommen wird, ist es möglich damit einen Generator zu betreiben.
OWC-Prinzip
Ein auf Basis des OWC-Prinzip konstruiertes Wellenkraftwerk befindet sich seit November 2000 erstmalig auf der schottischen Insel Islay und ist in der Lage erstmal Strom in ein kommerzielles Stromnetz zu speisen. Bei diesem Prinzip wird das Wasser durch die Wellen in kaminförmige Betonröhren gedrückt und beim Ablaufen wieder heraus gezogen.
Das obere Ende dieser Röhren findet sein Ende an der Mündung zu den Turbinen. Da diese Wassersäule eine Auf- und Abwärtsbewegung vollzieht, wird die Wassersäule komprimiert und saugt dadurch die Luft in den Betonsäulen an. Durch diesen schnellen Luftstrom ist es möglich eine Turbine anzutreiben.
Nach der gleichen Technik wie in Isay, soll auch auf der färöischen Insel Sandoz ein Wellenkraftwerk in Betrieb genommen werden. Um dies erreichen zu können, werden in den Kliffs, in welchen die Generatoren sind, ein Tunnel gebohrt. Es ist in Planung diese Kliff Tunnel auch an anderen Standorten, wie die Shetlandinseln und Orkneyinseln zu erbauen.
Nachteil des OWC-Prinzip
Auf Grund der Wellenschwankung entsteht eine unstetige Energieabgabe, was sich als ein gro0es Problem dar stellt. Durch Kurzzeitspeicher, wie Schwungräder, wird versucht diese Schwankungen auszugleichen. Dieser Ausgleich kann auch bei anderen Kraftwerken an verschiedenen Standorten zu einem Ausgleich führen.
Bewegliche Auftriebskörper
Eine weitere Möglichkeit ist es die Bewegungsenergie der Wellen zu nutzen, in dem mehrere bewegliche Auftriebskörper durch Gelenke beweglich verbunden werden. Somit wird dieser entstandene Teppich durch die Meeresewellen in Bewegung gesetzt. In diesen Gelenken sind hydraulische Zylinder angebracht. An diesen Gelenken wird die Arbeitsflüssigkeit, durch die Bewegungsenergie, durch Röhren mit integrierten Turbinen und Generatoren in den Ausgleichszylinder gedrückt. Der Entwickler dieses Konzeptes ist der Berliner Ingenieur Gerhard Brandl.
Dieses Konzept nutzt zum Antrieb eines Lineargenerators durch die vertikale Bewegung zwischen einem Auftriebskörper an der Meeresoberfläche und einen daran aufgehangene Gegengewicht.
Das Pelamis Projekt der Ocean Power Delivery Limited, in Stromness auf den Orkney-Inseln, ist das berühmteste Kraftwerk dieser Technologieart. Dieses schlangenförmige Kraftwerk hat eine Länge von 150 Metern und weitet sich über eine Breit von 3,5 Metern aus. Es wird seit Mitte 2006 vor der Küste Portugals eingesetzt.
Wellenkonzentrator "Wave-Dragon"
Bei dem Wave-Dragon Konzept wird mir einem Wellenkonzentrator gearbeitet. Durch zwei V-förmige Barrieren werden die Wellen zur Mitte hin gelenkt, wodurch die auf eine Rape herauf laufenden Wellen verstärkt werden.
Somit ist diese Anlage ein nicht an die Küste gebundenes, schwimmendes Offshore-Kraftwerk. Ein Prototyp dessen existiert seit 2003 in Nissum Brening im Norden Dänemark.
Generelle Problematik bei einem Wellenkraftwerk
Eines der großen Probleme war die Robustheit gegenüber überdurchschnittlichen hohen Wellenbergen, welche plötzlich und unvorhersehbar erscheinen können. Durch die Auftriebskörper sind Moderne Anlagen so konstruiert, dass diese durch zu große Wellen hindurch tauchen.
Nachteile von Wellenkraftwerken
Da die Entwicklung und der Bau mit sehr hohen Kosten verbunden ist, schlägt sich dieser Faktor auf den Preis des Stroms nieder. In Zukunft wird es möglich sein, einen größeren Anteil des weltweiten Strombedarfs, durch die fortschreitende Technik und neue geeignetere Standorte, durch Wellenkraftwerke in das Stromnetz einzuspeisen.
Effizienz eines Wellenkraftwerks
Durch Wellen- und Gezeitenkraftwerke ist es durch eine Berechnung des internationalen Londoner Weltenergierats, möglich circa 15 Prozent des Weltstrombedarfs zu decken. Geeignete Küstenstandorte in Europa sind; Großbritannien, Spanien, Portugal, Irland und Norwegen.
In Schottland wäre es möglich 40 Prozent des Strombedarfs durch Wellenenergie im Jahr 2020 zu decken.