Wellenenergie kommt (wirklich endlich) für Ihre fossilen Brennstoffe

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Wellenenergiekonverter könnten Ernte einbringen 29.500 Terawattstunden Jedes Jahr wird erneuerbarer Strom aus dem Meer gewonnen, was erklärt, warum Forscher immer noch versuchen, Energieumwandlungsgeräte zu entwickeln, selbst nachdem das Gebiet Anfang der 2000er Jahre eine große Enttäuschung erlitten hat. Jetzt beginnt sich die ganze harte Arbeit auszuzahlen, und die Wellenenergie steht vor ihrem Durchbruch.

Ein Wellenenergie-Comeback für Aguçadoura

Wenn Sie vermuten, dass ein gigantisches 9-Millionen-Euro-Wellenenergieprojekt unter der Federführung der Firma Pelamis die größte Enttäuschung war, dann ist das ganz sicher der Fall. Im September 2008 startete Pleamis einen ehrgeizigen Plan, 25 Wellenenergiekonverter vor der Nordküste Portugals in Aguçadoura im Bezirk Porto in den Atlantik zu treiben.

Das Projekt begann mit der Installation von drei Konvertern und endete damit. Im Dezember 2008 wurden alle drei Geräte in den Hafen geschleppt, nachdem es zu Undichtigkeiten gekommen war. Das gesamte Projekt hatte 2009 keine Mittel mehr und Pelamis selbst wurde 2014 geschlossen.

Nun, das war damals. Die rauen Gewässer vor der Küste von Aguçadoura bieten immer noch das perfekte Testgelände für neue Wellenenergiekonverter, und das schwedische Unternehmen CorPower Ocean hat dort gerade sein neues kommerzielles C4-Gerät auf Herz und Nieren geprüft.

Der Einsatz begann im August letzten Jahres. CorPower freut sich, berichten zu können, dass sein Wellenenergiekonverter die Erwartungen an die Überlebensfähigkeit erfüllt hat, was der Stolperstein war, der das Pelamis-Projekt zum Scheitern brachte.

Wellenenergiekonverter müssen nicht nur auf See überleben, sondern auch unter einer Reihe von Bedingungen effizient arbeiten, die für den Ozean als „normal“ gelten. Konverter müssen robust genug sein, um Stürmen standzuhalten, und sie sollten auch in windstillen Zeiten, in denen die Wellenaktivität minimal ist, effizient arbeiten können.

„Das C4-Gerät von CorPower Ocean hat sich jetzt im kommerziellen Maßstab auf dem exponierten Testgelände im Atlantik bewährt und seine einzigartige Fähigkeit bewiesen, sich je nach Seegang anzupassen und zu verstimmen, die Reaktion auf extreme Sturmwellen (bis zu 18,5 m) zu begrenzen und gleichzeitig die Bewegung und Leistungsaufnahme zu verstärken.“ in regelmäßigen Wellen mithilfe neuartiger Phasenkontrolltechnologie“, berichtete CorPower im Februar.

Nächste Schritte für den Wellenenergiekonverter der Zukunft

Oberflächlich betrachtet klingt die Umwandlung von Wellenenergie recht einfach. Die Grundidee besteht darin, die kinetische Bewegung von Wellen auf ein mechanisches Gerät zu übertragen, das an einen Generator angeschlossen werden kann, um Strom zu erzeugen (weitere Informationen zur Wellenenergie finden Sie hier).

Der Teufel steckt jedoch im Detail. Ein Problem besteht darin, dass Wellenenergiekonverter eine Art Boje oder ein anderes Auftriebssystem benötigen. Je größer der Konverter, desto größer und teurer ist das Flotationssystem.

CleanTechnica CorPowers Herangehensweise an das Problem wurde erstmals im Jahr 2021 zur Kenntnis genommen. Das Unternehmen beschrieb sein hocheffizientes System als ähnlich dem Pumpsystem menschlicher Herzmuskeln.

„In ähnlicher Weise nutzen unsere Wave Energy Converters ein Vorspannungssystem, um die Boje nach unten zu ziehen“, erklärt CorPower. „Wellengang drückt die Boje nach oben, während der gespeicherte Druck für eine Rückstellkraft sorgt, die die Boje nach unten treibt. ”

“Das führt zu eine gleichwertige Energieproduktion in beide Richtungen und ein leichtes System, das für Meereswellen von Natur aus transparent ist (verstimmt), sofern es nicht aktiv gesteuert wird“, fügt CorPower hinzu.

Da sich der C4 nun im Trockendock befindet, beabsichtigt CorPower, die Erkenntnisse aus dem Demonstrationsprojekt zu nutzen, um weitere Optimierungen am System vorzunehmen. Das nächste Durcheinander auf See wird wieder in Aguçadoura stattfinden. Das Ziel des zweiten Einsatzes besteht darin, das System auf die volle Kapazität hochzufahren, was zu einer Bewertung im Rahmen der Technische Normen IEC 62600 für die Leistung von Wellenenergiekonvertern.

Ein Wellenenergiekonverter in jedem Hafen

Das ist nur ein Beispiel in einem schnell wachsenden Bereich. Einen ganz anderen Ansatz verdeutlicht das israelische Startup Eco Wave Power, das ebenfalls kurz vor der kommerziellen Umsetzung steht.

Anstatt seine Umwandlungsgeräte aufs Meer hinauszutreiben, hat Eco Wave Power ein hafenseitiges Installationssystem entwickelt, das die Kosten für Offshore-Ankersysteme und Unterwasserstromkabel eliminiert.

Eco Wave Power war Betrieb seines Wellenkonverters Seit 2014 ist die Anlage im Hafen von Joffa in Israel netzunabhängig. Pläne sind in Arbeit, diese Anlage zu erweitern und an das Netz anzuschließen. Eco Wave Power startete 2016 auch sein erstes netzgekoppeltes Projekt in Gibraltar. Die Ausrüstung aus Gibraltar wird derzeit für den Einsatz im Hafen von Los Angeles umgerüstet, wo sie auf Pilotbasis betrieben wird.

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Fossile Brennstoffe sind Toast, teilweise Unendlichkeit

Diese Zahl von 29.500 TWh/Jahr stammt aus der Zwischenstaatliches Gremium für Klimawandel. Für die USA ist die technisch erzielbare Menge an Wellenenergie wird auf 1.170 TWh geschätzt. Zum Vergleich: Das sind etwa 30 % der landesweiten Bevölkerung jährlicher Stromverbrauchdie sich in den letzten Jahren im Bereich von 4.000 TWh bewegte.

All diese sauberen Kilowatt, die entlang der US-Küsten schwammen, stellen einen verlockenden Gewinn dar, insbesondere für Küstengemeinden – einschließlich militärischer Einrichtungen –, die an Land keinen Platz für Projekte im Bereich erneuerbare Energien haben.

Auch wenn bisher nur langsame Fortschritte erzielt wurden, haben die USA gerade den letzten Schliff für eine aufwändige neue Testanlage für Wellenleistung gegeben, die sich an der Pazifikküste befindet, wo die Wellenressourcen optimal sind. Neue einsatzbereite Geräte stehen bereits auf dem Prüfstand.

In der Zwischenzeit ist das Energieministerium auch weiterhin damit beschäftigt, Geräte der nächsten Generation in die frühen Entwicklungsstadien zu begleiten.

Ein besonders auffälliges System ist ein neuer Ansatz namens DEEC-Tec, kurz für „Distributed Embedded Energy Converter Technologies“. DEEC-Tec-Systeme sind flexible Materialien, die mit kleinen, einzelnen Generatoren verwoben sind. Sie können Energie aus Gebäuden, Kleidung und anderen Quellen sowie Meereswellen gewinnen und viele verschiedene Formen annehmen.

„DEEC-Tec-basierte Wellenenergiekonverter könnten beispielsweise wie Ballons aussehen, die sich zusammenziehen und ausdehnen, Schlangen, die sich wellenförmig bewegen, oder Paddel, die sich drehen und biegen, um Meereswellenenergie zu nutzen“, erklärt das National Renewable Energy Laboratory des Energieministeriums, das dies bereits getan hat patentierte einen DEEC-Tec-Wellenenergiekonverter.

NREL beteiligt sich auch am „TEAMER“-Netzwerk der Wellenkonverter-Testeinrichtungen des Energieministeriums. Das Netzwerk umfasst Binnentanktestanlagen und Computerlabore, die dazu dienen, aufstrebende Geräte zu bewerten, bevor sie der harten Umgebung des Ozeans ausgesetzt werden.

Zusätzlich zu den vorhandenen Ressourcen haben Wissenschaftler am NREL gerade eine neue Testplattform entwickelt, die es Forschern ermöglicht, Daten von physischen Geräten in ein virtuelles Modell namens Wave Energy Converter SIMulator, kurz WEC-Sim, einzuspeisen. Mit der Plattform können Entwickler Zeit und Geld sparen, indem sie Konstruktionsfehler und Verbesserungsmöglichkeiten früher im F&E-Prozess erkennen.

„Entwickler können zur Evaluierung eine vergrößerte Version ihres Designs simulieren größere oder sogar vollwertige Generatoren Wird in kleineren Wellenenergiegeräten verwendet – beispielsweise solchen, die für den Betrieb von Offshore-Farmen für Meeresfrüchte, Meeresbeobachtungssensoren oder der Meerwasserentsalzung konzipiert sind“, erklärt NREL.

CleanTechnica entdeckte die Wellenenergiebewegung zum ersten Mal kurz nach unserem Start im Jahr 2008, also hat das Warten lange gedauert. Wenn jedoch wellenbasierte Geräte auch nur einen kleinen Prozentsatz dieser 1.170 TWh erfassen können, wird dies erhebliche Auswirkungen auf das Tempo der Energiewende in den USA haben.

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Bild (Screenshot, beschnitten): Der neue Wellenenergiekonverter von CorPower hat die Prüfung bestanden erste Phase der kommerziellen Erprobung (Mit freundlicher Genehmigung von CorPower über YouTube).