Energie aus Meereswellen (1) 09.07.2014, 08:10

Wasserkraft ist eine der ältesten Energiequellen der Menschheit. Man nutzte sie schon im frühen Mittelalter, um Korn- und Sägemühlen oder Hammerschmieden zu betreiben. Bei der Nutzung von Wellen und Meeresströmungen gibt es immer noch keine marktreife Stromerzeugungs-Technologie. LIMPET wird derzeit als Pilotanlage an der Atlantikküste getestet.

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Energie aus Meereswellen 

In einer Zeit immer teurer werdender Energie forschen Ingenieure weltweit an Lösungen für erneuerbare Energien.  Nach Schätzungen lassen sich an jedem Meter Küste 15 bis 30 Kilowatt Energie aus Wellen gewinnen. Wissenschaftlichen Schätzungen zufolge könnte an den Küsten der Welt die Hälfte des globalen Strombedarfs erzeugt werden. Unter den zahllosen Erfindungen scheinen Wellenkraftwerke eine viel versprechende Alternative zu sein.

Wellenkraftwerke nutzen die Energie der Meereswellen, d. h. indirekt die Kraft des Windes. Wellenenergie gehört zu den erneuerbaren Energien, weil man sie jederzeit nutzen kann. Es gibt verschiedene Funktionsprinzipien. Der tec.LEHRERFREUND stellt in diesem Beitrag drei Entwicklungen vor. 

Die vergrößerbaren tec.LEHRERFREUND-Skizzen eignen sich für die Verwendung in Arbeitsblättern

Limpet-Wellenkraftwerk von VOITH (LIMPET = Land Installed Marine Powered Energy Transformer = An Land installierter Meereskraft-Energieumwandler).

Im abgeschlossenen Hohlraum, der weit unter die normale Meeresoberfläche hinab reicht, steigt und fällt das Wasser im Rhythmus der Wellen. Über dem Wasser entstehen gewaltige Luftströme, die durch die von Alan Wells erfundene Turbine geleitet werden und diese antreiben. Ein angeflanschter Generator erzeugt den Strom. 

Prinzip des Limpet-Wellenkraftwerks von VOITH

Wasser steigt im Hohlraum: Die Luft wird verdrängt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Turbine gedrückt. Diese dreht sich und treibt den Generator an. Die Luft entweicht durch Schächte hinter dem Generator. Wegen der langen Betonröhre dringen selbst größte Wellen nicht bis zur empfindlichen Mechanik der Turbinen vor.

Wasser fällt: Im Hohlraum entsteht ein Vakuum, das die Luft in umgekehrter Richtung durch das Turbinenrohr zieht. Die Turbine dreht in derselben Richtung wie zuvor das vordere Turbinenrad. 

Wells-Turbine, aus WIKIPEDIA: http://de.wikipedia.org/wiki/Wells-Turbine 

Die Wells-Turbine ist eine spezielle Luft-Turbine, die in Wellenkraftwerken mit schwingender Wassersäule eingesetzt wird. Sie arbeitet ohne Ventilklappen mit gleichbleibender Drehrichtung, unabhängig von der jeweiligen Durchströmungsrichtung der durch die Wassersäule in einer Kammer bewegten Luft. Ihre Schaufeln weisen ein symmetrisches Flügelprofil auf ... Ihr Wirkungsgrad ist geringer als der einer Turbine mit gleichbleibender Strömungsrichtung und asymmetrischen Schaufelprofilen. ...  

Ein Nachteil liegt in der fehlenden Selbstanlauffähigkeit. Zum Anlaufen muss der Generator als Motor eingesetzt werden. ... 

Skizze für Aufgabenblätter 

Limpet-Turbine zur Energiegewinnung (Schemazeichnung)