Saubere Energietechnologie extrahiert doppelt so viel Energie aus Meereswellen

neuer Wellen-Energiekonverter

Forscher des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT University)1 haben eine Prototyptechnologie entwickelt, die die aus Meereswellen gewonnene Energie verdoppeln kann, um Wellenenergie endlich zu einer praktikablen erneuerbaren Energiequelle zu machen.

Das ungenutzte Potenzial der Meereswellenenergie ist enorm – es wurde geschätzt, dass die Leistung der Küstenwellen weltweit jedes Jahr der jährlichen globalen Stromproduktion entspricht.

Mit über 35.000 km Küstenlinie ist Australien ideal positioniert, um diese Energiequelle anzuzapfen. Die Analyse zeigt, dass Australien das Doppelte seiner derzeitigen Stromproduktion produzieren könnte, indem es nur 17 % seiner Wellenenergie erntet. Aber die Herausforderungen bei der Entwicklung von Technologien, die diese natürliche Energie effizient extrahieren und der rauen Meeresumgebung standhalten können, haben die Wellenenergie im experimentellen Stadium festgehalten. Nun hat ein Forschungsteam unter der Leitung der RMIT University einen Wellenenergiekonverter entwickelt, der bei der Energiegewinnung doppelt so effizient ist wie alle bisher entwickelten ähnlichen Technologien. Die Innovation, veröffentlicht in der Zeitschrift Applied Energy, setzt auf ein weltweit erstes Dual-Turbinen-Design.

Der leitende Forscher Professor Xu Wang sagte, Wellenenergie sei eine der vielversprechendsten Quellen für sauberen, zuverlässigen und erneuerbaren Strom.

„Während Wind und Solar den Markt für erneuerbare Energien dominieren, sind sie nur in 20-30% der Zeit verfügbar“,

sagte Wang.

„Wellenenergie steht im Durchschnitt zu 90 % der Zeit zur Verfügung und die potenzielle Leistung von Offshore-Wellen ist immens.
Unsere Prototyptechnologie überwindet einige der wichtigsten technischen Herausforderungen, die die Wellenenergieindustrie von einem groß angelegten Einsatz abgehalten haben.
Wir hoffen, dass diese Technologie mit der weiteren Entwicklung die Grundlage für eine florierende neue Branche für erneuerbare Energien sein könnte, die enorme ökologische und wirtschaftliche Vorteile bietet.“

Bild des Prototyps des Doppel-Turbinen-Wellenenergie-Konverters
Prototyp des Doppel-Turbinen-Wellenenergie-Konverters

So funktioniert der Wellenenergiewandler

Einer der beliebtesten experimentellen Ansätze ist die Gewinnung von Wellenenergie durch einen Bojen-Konverter, der als „Punktabsorber“2 bekannt ist und sich ideal für Offshore-Standorte eignet.Diese Technologie, die Energie aus der Auf- und Abbewegung von Wellen gewinnt, ist im Allgemeinen kostengünstig herzustellen und zu installieren.

Aber es muss genau mit der einlaufenden Wellenbewegung synchronisiert werden, um die Energie effizient zu ernten. Dies beinhaltet in der Regel eine Reihe von Sensoren, Aktoren und Steuerungsprozessoren, die das System komplexer machen, was zu Leistungseinbußen sowie Zuverlässigkeits- und Wartungsproblemen führen kann.

Der von RMIT erstellte Prototyp benötigt keine spezielle Synchronisationstechnologie, da das Gerät natürlich mit dem Wellengang auf und ab schwimmt.

„Indem wir immer mit der Bewegung der Wellen synchron bleiben, können wir die gewonnene Energie maximieren“,

sagte Wang.

„In Kombination mit unseren einzigartigen gegenläufigen Doppelturbinenrädern kann dieser Prototyp die aus Meereswellen gewonnene Ausgangsleistung im Vergleich zu anderen experimentellen Punktabsorbertechnologien verdoppeln.“

Das einfache und wirtschaftliche Gerät wurde von RMIT-Ingenieurforschern in Zusammenarbeit mit Forschern der Beihang University in China entwickelt.

schamatische Darstellung
Schema der wichtigsten Betriebsmerkmale der Prototyptechnologie

Zwei übereinander gestapelte und gegenläufig rotierende Turbinenräder sind über Wellen und ein riemenscheibengetriebenes Getriebe mit einem Generator verbunden.

Der Generator wird in einer Boje über der Wasserlinie platziert, um ihn vor korrosivem Meerwasser zu schützen und die Lebensdauer des Geräts zu verlängern.

Der Prototyp wurde erfolgreich im Labormaßstab getestet und das Forschungsteam ist bestrebt, mit Industriepartnern zusammenzuarbeiten, um ein Modell in Originalgröße zu testen und auf die kommerzielle Durchführbarkeit hinzuarbeiten.

„Wir wissen, dass es in unseren Labors funktioniert, daher besteht der nächste Schritt darin, diese Technologie zu skalieren und in einem Tank oder unter realen Meeresbedingungen zu testen“,

sagte Wang.

„Die Nutzung unserer Wellenenergie-Ressource könnte uns nicht nur helfen, die CO2-Emissionen zu senken und neue grüne Energiearbeitsplätze zu schaffen, sondern bietet auch ein großes Potenzial, andere Umweltprobleme anzugehen.
Mit zunehmender Häufigkeit von Dürren könnte Wellenenergie zum Beispiel CO2-neutrale Entsalzungsanlagen mit Strom versorgen und die Landwirtschaft mit Frischwasser versorgen – eine intelligente Anpassung an die Herausforderungen des Klimawandels.“

Study of a novel rotational speed amplified dual turbine wheel wave energy converter“ mit Erstautor Han Xiao (Universität Beihang), erscheint in Applied Energy (DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.117423);
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261921008187

 


  1. siehe https://de.wikipedia.org/wiki/RMIT_University 

  2. siehe auch: „Wellenkraftwerk“ – https://www.oekologische-plattform.de/2021/10/wellenkraftwerk/ 

1 Gedanke zu „Saubere Energietechnologie extrahiert doppelt so viel Energie aus Meereswellen“

  1. Die „Küstenlinie“ ist ein artenreicher und gefährdeter Ökosystem-Komplex, mit vielen für die Menschheit bedeutsamen Ökosystem-Leistungen. Auch bei der Werbung der regenerativen Energien macht die Dosis das Gift. Daher gehört das Energiesparen zur Energiewende dazu!

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