Pelamis

Meeresenergie – Vom Prototyp zum Kraftwerk

Wellenhüpfer, Wellenschaukel, Wellenroller, Powerboje – mehr als 1000 Techniken, um die Energie von Meeresströmen, Gezeiten oder Wellen anzuzapfen, sind weltweit patentiert. Viele müssen sich nach erfolgreichen Testläufen jetzt kommerziell bewähren. Dafür brauchen sie hohe Leistungen, denn die Unterwasseranbindung an die Stromnetze ist teuer.

Die stärksten Einzelanlagen liefern heute etwas über ein Megawatt Energie, die ambitioniertesten Kraftwerksprojekte nehmen sich Gesamtleistungen von über zehn Megawatt vor. Dagegen betreibt der deutsche Windpark Alpha Ventus vor Borkum zwölf Windräder mit je fünf Megawatt Leistung. Zurzeit stehen die Meeresenergiepioniere jedoch vor ganz anderen Hindernissen, denn im Zuge der Finanzkrise sind viele Projekte ins Stocken geraten.

Anlage Seagen vor der Küste, der waagrechte Querarm mit je einem Rotor an beiden Enden ragt auf dieser Aufnahme noch aus dem Meer.
Seagen

Die weltweit verfügbare Wellenenergie wird auf jährlich 2000 Terawattstunden geschätzt. Zum Vergleich: Die Bundesrepublik verbraucht pro Jahr etwa 500 Terawattstunden Strom. Meeresströme könnten alleine in Europa weitere 12 Gigawatt liefern, zusätzlich stecken in den Gezeiten etwa drei Terawatt. Sie haben überdies den Vorteil, dass sie unabhängig vom Wetter zur Verfügung stehen.

Eines der derzeit leistungsstärksten Projekte ist die Gezeitenstromanlage Seagen in Nordirland. Seit Ende 2008 speist das „Unterwasser-Windrad“ 1,2 MW in das Stromnetz ein. Die mit zwei Rotoren ausgestattete Turbine ist eine Weiterentwicklung des Projekts Seaflow, das mit nur einem Rotor ausgerüstet war. „Um ökonomisch zu werden, brauchen wir so viel Rotorfläche wie möglich“, erklärt Peter Fraenkel, technischer Direktor der Herstellerfirma Marine Turbines: „Bei Windrädern erreicht man das mit höheren Türmen und längeren Rotorblättern, aber uns setzt die Wassertiefe Grenzen“. Jochen Bard vom Institut für solare Energiesysteme in Kassel sieht einen weiteren Vorteil: „Bei Seaflow störte der Turm die rückfließende Strömung, weil der Rotor an seiner Vorderseite angebracht war. Seagen kann beide Strömungsrichtungen optimal ausnutzen.“ Marine Turbines hat große Pläne, darunter eine 10,5 Megawatt-Gezeitenstromanlage vor der walisischen Küste und eine fünf Megawatt-Turbine, die von sechs Rotoren gespeist wird.

Bereits beschlossen ist der Bau einer 10-Megawatt-Anlage durch das Unternehmen ScottishPower Renewables. Ab 2013 sollen zehn Rotoren vor den schottischen Inseln Islay und Jura Strom erzeugen, das Kraftwerk wird das bis dato leistungsfähigste seiner Art sein.

Die halbkugelförmigen Drifter der Wavestar-Anlage ragen an breiten Greifarmen ins Wasser, sie werden von den Wellen angehoben.
Wavestar

Die Brandung zapft das Projekt Limpet vor Schottland an. Es fängt die Wellen in einem oben geschlossenen Betonbecken an der Küste ein und nutzt den Luftdruck, den das auflaufende Wasser erzeugt, um eine Turbine anzutreiben. Limpet liefert seit zehn Jahren Strom. Im Januar 2009 hat die schottische Regierung grünes Licht für das Projekt „Siadar Wave Energy“ gegeben, eine vier Megawatt-Anlage in Lewis, Schottland.

Bewegliche Driftkörper – nach dem Prinzip Badeente – nutzt die Anlage Wavestar im dänischen Nissum-Fjord. Halbkugelförmige Drifter nehmen die Wellenbewegung auf und treiben einen hydraulischen Motor an. Die Wellen durchlaufen die Anlage der Länge nach und heben die Driftkörper nacheinander hoch. Seit 2006 hängt eine fünf Kilowatt-Pilotanlage am Netz, Ende September 2009 startete in Hanstholm vor Dänemark der Testlauf für eine geplante 500 Kilowatt-Anlage – 40 Meter lang und mit 20 Driftkörpern mit je fünf Metern Durchmesser ausgestattet.

Die Wasserschlange Pelamis schwimmt auf der Meeresoberfläche, die Zylinder sind über bewegliche Gelenke miteinander verbunden und können so mit den Wellen auf- und absteigen.
Pelamis Wave Power

Wie eine schwimmende Wasserschlange sieht Pelamis aus. Die 180 Meter lange Anlage P2 ist aus fünf Zylindern mit je vier Metern Durchmesser zusammengesetzt. Die Scharniere zwischen den Zylindern treiben mit ihrer von den Wellen erzwungenen Bewegung über Kolben hydraulische Motoren an, indem sie Hochdruckflüssigkeit komprimieren. Die Anlage kann 750 Kilowatt Leistung erzeugen.

So genannte Powerbojen, die die Wellenenergie aufnehmen, können bis zu 150 Kilowatt liefern und in Anlagen von hunderten von Megawatt angeordnet werden. Wave Hub, ein ehrgeiziges Projekt für einen 20 Megawatt-Wellenenergiepark vor der südenglischen Küste, nutzt Powerbojen als eine von vier Technologien. Wave Hub wurde von der South West Regional Development Agency initiiert. Die Anlage wurde im September 2010 erfolgreich installiert.