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letzte Änderung: 13.04.2012 

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Strömungskraftwerke - "Unterwasser-Windenergieanlagen"

Welle
Strömungskraftwerke nutzen die Energie von Meeresströmungen. © krockenmitte / photocase.com

Ein Meeresströmungskraftwerk erzeugt Elektrizität aus der natürlichen Meeresströmung. Hierbei wird nicht, wie bei den meisten anderen Wasserkraftanlagen, ein Stauwerk errichtet. Die Turbine ist – einer Windturbine gleich – an einem Mast befestigt, der frei in der Strömung steht.

Voraussetzungen

Durch die hohe Dichte des Wassers benötigen Strömungskraftwerke mit 2 bis 2,5 Metern pro Sekunde eine weit geringere Strömungsgeschwindigkeit als Windenergieanlagen. Für Windenergieanlagen ist - je nach Typ - eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von mindestens 4 bis 5 Metern pro Sekunde (ca. 14 bis 18 km/h) notwendig. Die hohe Dichte des Wassers ermöglicht so den Einsatz kleinerer Rotorblätter. Zum Vergleich: Zur Leistungsbereitstellung von einem Megawatt benötigt  eine Windenergieanlage einen Rotordurchmesser von etwa 55 Metern, unter Wasser reichen bereits rund 20 Meter aus.

Generell sind alle Strömungsformen als treibende Kraft einsetzbar, z. B. Gezeitenstrom, Brandungsrückstrom, Korkenzieherströmung oder die Friktionsströmungen, auch Driftströmungen genannt. Vorteil der Nutzung von Gezeitenströmung ist, dass sie auch in Küstennähe auftritt. Dies erleichtert den Zugang zu den Anlagen für Installation und Wartung und stellt geringere Anforderungen an die Infrastruktur (wie z. B. Stromleitungen) dar. Allein in Europa erfüllen laut einer von der EU in Auftrag gegebenen Potenzialstudie 106 Standorte die notwendigen Voraussetzungen für ein Strömungskraftwerk.

Vorteile

Gegenüber den Gezeitenkraftwerken , die den unterschiedlichen Wasserstand (Tidenhub) zwischen Ebbe und Flut ausnutzen, haben Strömungskraftwerke einen entscheidenden Vorteil: Bei Gezeitenkraftwerken kann nur in Intervallen (während der Flut und während der Ebbe) Strom produziert werden. Strömungskraftwerke hingegen können fast permanent Strom erzeugen. Die Strömung setzt nur während des Gezeitenwechsels für einen Moment aus und ändert dabei die Richtung.

Funktion

Ab einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 2,5 Metern pro Sekunde (ca. 7 bis 9 km/h) beginnt das Strömungskraftwerk zu arbeiten. Mit nur sehr geringer Rotationsfrequenz dreht sich der Rotor und treibt einen Generator an.

Ändert sich beim Gezeitenwechsel die Strömungsrichtung, werden die Rotorblätter entsprechend verstellt. So können die Rotoren bei beiden Strömungsrichtungen des Wassers die gleiche Drehrichtung beibehalten. Über die verstellbaren Rotorblätter wird die Rotationsgeschwindigkeit auch bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten konstant gehalten.

Projekt

Das Konzept eines Strömungskraftwerks verfolgt unter anderem das deutsch-britische Projekt "Seaflow". 2003 wurde vor der Küste Cornwalls der Prototyp einer solchen Anlage installiert und bereits im Juni des selben Jahres in Betrieb genommen. Seit 2008 ist die aus der Seaflow weiterentwickelte Anlage “SeaGen“ in kommerziellem Betrieb. Sie generiert mit 2 Rotoren eine Leistung von 1,2 MW und ist somit das zurzeit leistungsstärkste Meeresströmungskraftwerk der Welt.

Technische Daten der Seaflow und der SeaGen

Technische Daten der Seaflow und der SeaGen
  Seaflow SeaGen
Länge der Rotorblätter 11 m 16 m
Leistung 290 kW 1,2 MW

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