Das Magazin für Technik und Management - Brunel GmbH

IM FOKUS
Ebbe und Flut – energielieferanten
der zukunft
Pläne für die Nutzung von Strömungs- und Wellenenergie gibt es bereits seit längerem. Doch
erst in den vergangenen zehn Jahren wurden effektive Anlagen konzipiert, die helfen könnten,
die Reserven fossiler Energieträger zu schonen.
TEXT › Anja Gleber
Die Ursprünge der Strömungskraftwerkstechnologie
mit frei umströmten Rotoren reichen zurück
bis in die 70er Jahre. Damals begann man, erneuerbare
Energiesysteme für Entwicklungsländer
zu entwerfen. In diesem Kontext entstand eine
Strömungsturbine, die die Strömung des Nils mit
einem Unterwasserrotor aufnahm, um mit der so
gewonnenen Energie eine Bewässerungspumpe
zu betreiben.
STRÖMUNGSKRAFTWERKE ALS ALTERNATIVE
ZUR HERKÖMMLICHEN STROMPRODUKTION
Das technische Prinzip der Energiegewinnung
ist seither das gleiche geblieben, doch die technischen
Anforderungen haben sich massiv gewandelt,
seit die Potenziale von Strömungskraftwerken
für die wirtschaftliche Stromerzeugung als
Alternative zu fossilen Energieträgern erkannt
wurden. Anstelle von Flussströmungen werden
heutzutage die gewaltigen Gezeitenströme der
Weltmeere genutzt.
Erste Erfolge auf dem Weg zur wirtschaftlichen
Nutzung dieser Energiegewinnungsvariante
verzeichnet die deutsch-britische Pilotanlage
„SeaGen“, die im Sommer 2006 in der Meerenge
bei Strangford Narrows an der nordirischen Küste
in Betrieb genommen wurde. Im Gegensatz zu seinem
Vorgängermodell „Seafl ow“ verfügt SeaGen
über zwei Rotoren, die jeweils eine 600-Kilowatt-
Turbine antreiben. Die Seafl ow-Anlage wurde
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der Spezialist
meist nur in einer Strömungsrichtung betrieben,
weil vermieden werden sollte, dass der einzelne
Rotor durch die starken Verwirbelungen hinter
dem Stahlturm Schaden nimmt. Die neue Anordnung
der zwei Rotoren mit 16 Metern Durchmesser
an beiden Seiten des Verankerungsstahlturms
optimiert den Betrieb der Rotoren bei Flut- als
auch bei Ebbestrom.
Ohnehin war es eine der größten Herausforderungen,
einen Rotor zu schaffen, der zum einen
den starken Kräften unter Wasser standhält und
zum anderen die Strömungsleistung unter Offshore-Bedingungen
in mehrere hundert Kilowatt
umwandeln kann. Die Tidenströmung in der nordirischen
Meeresenge erreicht durch die Konzentration
der Wassermassen in 20 bis 30 Metern
Wassertiefe eine Geschwindigkeit von bis zu
3,5 Metern pro Sekunde. Aufgrund der 800-mal
höheren Dichte des Wassers gegenüber der Dichte
von Luft ist die Energieausbeute deutlich höher
als bei Windkraftwerken. Entsprechend hoch ist
die Anforderung an die mechanische Stabilität
der Anlage: 18 Meter tief wurde das drei Meter
starke und 50 Meter hohe Turmrohr in einem
mit Stahl verstärkten Sockel verankert. Der Rotor
besteht aus einer Mischung aus Kohlefaser und
Stahl, die dem aggressiven Salzwasser langfristig
trotzen soll. Für den beidseitigen Strömungseinsatz
können die Rotorblätter um 180 Grad verstellt
werden. Die Kontrolle des Blattanstellwinkels
(Pitch Control) und des somit erwirkten Auftriebs
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Vor der Küste nördlich von
Devon in England soll der
weltweit erste kom merzielle
Meeres strömungsenergiepark
entstehen.
Die bis zu zehn Anlagen
können eine Leistung
von bis zu ca. zehn MW
erzeugen.