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Wellenenergie


Die Gesamtleistung der Wellen- oder auch Brandungsenergie wird auf etwa 2,5 · 1012 W geschätzt – bzw. auf rund 10 Mio. TWh pro Jahr. Das Potential für den Weltenergiemarkt soll 2.000 TWh betragen, was etwa 10 % der globalen Energieerzeugung nach dem Stand von 2005 entspricht. Die Internationale Energieagentur schätzt allerdings im August 2014, daß die nutzbaren Wellenressourcen theoretisch 29.500 TWh pro Jahr zur Verfügung stellen könnten.

Wellenenergie ist eine selbsterneuernde Energie, wobei im Detail zwischen Wind- und Seewellen unterschieden wird. Die durch anhaltenden Wind verursachte Meereswelle ist eine rhythmische Schwingung des Meerwassers. Die einzelnen Moleküle in einer Wasserwelle bewegen sich zwar im Kreis, doch die Energie bewegt sich in einer Richtung. Durch periodische Änderungen der Wasserspiegelform entsteht die transversale Welle, die quer zur Laufrichtung fließt. Dabei pflanzen sich nicht die Wassermassen, sondern die Bewegungsvorgänge fort, im Gegensatz zur oben betrachteten Meeresströmung. Die Wellenhöhe ist die senkrechte Distanz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt der kreisförmigen Schwingung, d.h. zwischen ‚Wellenberg’ und ‚Wellental’.

Ein Objekt, das in einem Wellenfeld eingetaucht ist, ist einer komplexen Mischung aus Bewegungen unterworfen - heben (hoch und runter), schwingen (vor und zurück) und rollen (hin und her). Die meisten der nachfolgend präsentierten Geräte und Anlagen extrahieren jedoch nur einen kleinen Anteil der Gesamtenergie einer Welle.

Unter den verschiedenen Typen der Meereswellen haben vom Wind erzeugte Wellen die höchsten Energiekonzentrationen. Einmal entstanden, können sie Tausende von Kilometern zurücklegen, ohne viel von ihrer Energie zu verlieren. In Küstennähe nimmt aufgrund der Wechselwirkungen mit dem Meeresboden die Energieintensität ab. Diese Energiestreuung kann durch Vorgänge wie Reflektion und Refraktion kompensiert werden und zu Energiekonzentrationen (hot spots) führen.

Da das durchschnittliche auf und nieder der Ozeanwellen etwa 2,5 m beträgt, können hier in jedem Fall nur Niederdruckturbinen Anwendung finden. Eine etwa 3 m hohe Welle enthält je laufendem Meter eine Leistung von mehr als 20 kW. 

Erwähnt werden sollen an dieser Stelle die Forschungsergebnisse von 1987, als Ökologen auf Tatoosh Island im Pazifik feststellen, daß Seetang und Seepalmen in Gebieten mit hoher Brandung mehrfach so produktiv sein können, wie im fruchtbarsten Tropenwald. Es stellt sich heraus, daß die Wasserpflanzen die Energie der Wellen in biologische Produktivität umsetzen. Das wilde Wasser erleichtert einerseits die Nährstoffaufnahme, andererseits bieten die sich ständig hin und her bewegenden Blätter auch die idealen Voraussetzungen, um die Sonnenstrahlen optimal zu nutzen – ein gutes Beispiel für synergetische Effekte in der Natur. 

Auf der Jahrestagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union (EGU) im April 2014 in Wien berichten Forscher um Elizaveta Khymchenko vom Shirshov Institute of Oceanology (RAS) in Moskau zudem über sogenannte interne Wellen, die sie nun auch im Aralsee in Kasachstan aufgespürt haben.

Die weltweit in allen Gewässern auftretenden verborgenen, unterseeischen Strömungen, können sich zu Wellen so hoch wie Wolkenkratzer aufschwingen. Sie wirken bis an die Oberfläche, wobei Nährstoffe aus der Tiefe nach oben gelangen und das Überleben von Lebewesen ermöglichen. Zudem kühlen diese Wellen die Luft. Außerdem verfrachten die internen Wellen gewaltige Mengen Sand.

Dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) zufolge erreichten die Wogen in der Straße von Luzon zwischen Taiwan und den Philippinen eine Höhe von 170 m. Die Ursache dafür sind Gezeitenkräfte, denn die Flut schiebt sich zweimal täglich durch die Meerenge, wobei Unterseeklippen die Strömung stauen – bis sie über die Hindernisse schießt. Dabei schwappt schweres kaltes Tiefenwasser nach oben, bis es an Schwung verliert und wieder absackt – und eine Welle entsteht.


Laut einer Analyse der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens (NTNU) in Trondheim aus dem Jahr 1999 sind bis zu diesem Zeitpunkt weltweit über 1.000 Patente im Bereich der Wellenkraftnutzung nachweisbar. Alleine in Großbritannien sind bis 1973 insgesamt 340 angemeldet worden. Ebenso ist nachweisbar, daß die Bewohner Polynesiens schon viele Jahrhunderte zuvor entdeckt hatten, daß man auf Meereswellen vorzüglich surfen kann. In einer gerechteren Welt würden sie dafür heute noch Tantiemen bekommen...

Trotzdem ist die Wellenenergie die am wenigsten entwickelte der alternativen Energiequellen, obwohl sie weltweit von weit mehr als 200 Unternehmen sowie diversen Universitäten erforscht wird (Stand Anfang 2017). Schließlich hat sie zumindest theoretisch eines der größten Erzeugungspotentiale und ist zudem berechenbarer als Wind oder Sonne, denn Wellen hören so gut wie nie auf.


Immerhin erscheint die Wellenenergie inzwischen zunehmend häufiger in SF-Romanen. Als Beispiele seien hier der Roman Prophezeiung von Sven Böttcher aus dem Jahr 2011 genannt, der von Wellen betriebene Salter-Wolkenboote erwähnt, mit denen man möglicherweise das Klimaproblem reduzieren kann; sowie das bemerkenswerte Buch Die Brücke von Monica Byrne, das 2014 erscheint, und in dem sich die Autorin ein wahrlich riesiges Wellenkraftwerk vorstellt, das sich zwischen Indien und Afrika erstreckt – und das von den Heldinnen des Romans von der einen zur anderen Seite ‚erwandert‘ wird.


Geschichte der Wellenenergie


Ähnlich der Strömungsenergie ist auch die Wellenenergie schon früh als potentielle Energiequelle zur Sprache gekommen. Aktenkundig ist ein Vorschlag aus dem Jahr 1799 von dem Pariser Mathematiker und Ingenieur Pierre Girard und dessen Sohn zur Nutzung der Wellenkraft. Da Girard im selben Jahr jedoch als Leiter der wissenschaftlichen Mission Napoleon nach Ägypten folgte, bleiben seine Pläne auf dem Papier.

Dankenswerterweise habe ich durch persönliche Korrespondenz mit Herrn Dr. Gerald Müller von der University of Southampton viele Informationen und Abbildungen von historischen Wellenenergieprojekten bekommen. Nach Durchführung weiterer Recherchen kann ich nun ein relativ komplettes Bild der Anfänge dieser Technologie aufzeichnen.

Buckner Wellen-Motor Grafik

Buckner Wave-Motor
(Grafik)


In den 1870er Jahren beginnen sich insbesondere Kalifornier als Erfinder von Anlagen zur Nutzung der Wellenenergie (Wave Motors) zu etablieren, um im Laufe dieses Jahrzehnts werden in den USA sechs Geräte patentiert, von denen eines von einem Erfinder aus Oakland stammt – und unter Gezeitenenergie behandelt wird, da dieses Gerät unter dem Namen ‚tide machine’ bekannt wird.

Eine der Innovationen betrifft einen Wellenenergie-Antrieb für Schiffe (s.u. Wellenbetriebene Schiffe und Boote) von einem Erfinder aus Elliot, Kalifornien, während drei der Patente auf Einwohner von San Francisco zurückgehen. Das früheste stammt von Charles Buckner vom Mai 1873 (US-Nr. 138.474), der für Verbesserungen an dem Wave Motor im Jahre 1875 ein zweites Patent erhält. William Filmer folgt im Jahr 1878, doch über dieses System konnte ich bislang nichts herausfinden.

Ein weiteres frühes Patent zur Nutzung der Wellenenergie stammt von I. L. Roberts aus dem Jahr 1881 (US-Nr. 250.104). Dabei handelt es sich um eine Bojenreihe in einem Gerüst, wobei die einzelnen Schwimmer die Wellenenergie über Zahnstangen auf eine gemeinsame Achse übertragen.

In der Dezemberausgabe 1881 des San Francisco News Letter wird über das enorme Potential des ‚Ocean Wave Motor’ eines kalifornischen Bürgers namens John W. Swailes berichtet. Die Erfindung könne für öffentliche und private Bäder in dieser Stadt verwendet werden, zum Löschen von Bränden, zur Reinigung von Straßen, zum Durchspülen der Kanalisation, zur Erzeugung von Druckluft als Antrieb von Maschinen, aber auch von elektrischer Energie zur Straßenbeleuchtung.

Tatsächlich wird auch ein Unternehmen gegründet, das von der Stadt eine 50-Jahres-Konzession für kommunale und andere Zwecke gewährt bekommt. Was danach aus Swailes und seiner Erfindung geworden ist, ist jedoch unbekannt.


1886
kauft der deutschstämmige jüdische Ingenieur, Geschäftsmann und spätere Bürgermeister Adolph Sutro bei Lands End in San Francisco das Cliff House Restaurant nebst Umgebung. Sutro war sechs Jahre zuvor aus Nevada zurückgekehrt, wo er einen 3 Meilen langen Tunnel durch die Berge gebaut hatte, um die Entwässerung der Silberminen zu erleichtern.

Nun entwickelt er die Gegend zu einem Naherholungsgebiet und eröffnet die Sutro Heights auf der Klippe über dem Cliff House als öffentlichen Garten. Anschließend beginnt er sich ernsthaft mit dem Projekt eines mechanischen Gezeiten-Pools knapp unter dem nördlichen Ende des Cliff House zu beschäftigen, über das er schon nachdenkt, seitdem er vor einigen Jahren die Kraft bemerkt hat, die in Wellen steckt.

Ebenfalls im Jahr 1886 erlaubt Sutro einem Erfinder namens E. F. Steen, auf einem felsigen Strandabschnitt seines Grundstücks ein Wellenkraftwerk zum Pumpen von Wasser und zur Stromerzeugung zu errichten. Steen beginnt tatsächlich mit dem Bau seiner Maschine, muß dann aber mit diversen technischen Problemen kämpfen. Über Steen selbst ist wenig bekannt, möglicherweise handelt es sich um einen europäischen Erfinder, da es kein US-Patent für einen Wellen-Motor unter diesem Namen gibt.

Im Januar 1887 wird das Wellenkraftwerk versehentlich gesprengt, als der während eines Sturmes kurz zuvor aufgegebene Zweimastschoner Parallel in der Nähe von Sutro Cove auf den Felsen aufläuft. Das Schiff war mit 40 Tonnen Dynamit und anderen brennbaren Materialien für den Eisenbahnbau beladen. Steen ist danach nicht mehr imstande das Projekt weiterzuführen, und was letztlich mit ihm passiert ist, ist bislang ebenfalls unbekannt. Die Reste seiner Maschine werden 1891 genutzt, als an der gleichen Stelle ein neuer Wellen-Motor gebaut wird (s.u.).

Im Mai 1887 beginnt Sutro mit dem Bau seines Gezeiten-Pool-Projekts ‚The Aquarium’, das als Bildungs-Attraktion für die vielen Besucher gedacht ist, die in das Gebiet kommen: In einem großen Gezeiten-Becken sollen die Wunder des Ozeans gefahrlos beobachtet werden können. Später werden daraus die Sutro Baths.

In den 1890er Jahren genießen Wellen- und Gezeitenenergie-Projekte in Kalifornien Erfolg, Beliebtheit und Finanzierung.


Bereits 1891 wird von einem Mann namens Henry P. Holland und seinem Finanzier J. A. Fischer auf einem großen Felsen in der Nähe des Standorts der Steen-Maschine ein weiterer Wellen-Motor konstruiert.

Während das o.e. Modell von Steen auf einer Druck- und Zug-Bewegung basierte, arbeitet Hollands Anlage mittels einer großen Boje, die von den Wellen auf und ab bewegt wird und damit eine Pumpe betreibt, die Wasser durch ein Rohr auf eine nahegelegene Klippe hinauf befördert. Von dort soll das Wasser über eine Reihe von Wasserrädern wieder hinunterfließen und dabei Strom erzeugen.

Das System scheint aber auch nicht so zu funktionieren, wie es sollte. Der Motor wird deshalb bald darauf aufgegeben, bleibt aber für weitere 59 Jahre auf dem Felsen und wird ein bekanntes und häufig fotografiertes Wahrzeichen, bevor er schließlich 1950 von einem heftigen Sturm weggeblasen wird.


Einer der ersten ausführlichen Berichte über die Nutzung der Wellenergie stammt von A. W. Stahl aus dem Jahr 1892. Unter dem Titel ,The utilization of the power of ocean waves’ stellt er seine Arbeit auf einem Treffen der American Society of Mechanical Engineers in San Francisco vor.

Und im Jahre 1893 erlebt ein kleines Projekt in der Nähe des Cliff House einen erfolgreichen Test. Über den dortigen Erfinder der Surf Power Pump ist jedoch nichts bekannt.

Gerlach Wave-Motor Grafik

Gerlach Wave-Motor
(Grafik)


Die Los Angeles Times berichtet 1894 über einen Wellen-Motor in Long Beach, der von Emil Gerlach aus Santa Monica getestet wird. Die Maschine funktioniert prinzipiell erfolgreich, es ist allerdings fraglich, ob sie Wasser mit ausreichender Kraft einen Hügel hinauf in ein Becken pumpen kann, von wo aus das Wasser dann wieder nach unten fließen würde, um einen elektrischen Dynamo anzutreiben.

Noch während Gerlach an einer größeren Version seiner Erfindung arbeitet, entscheidet sich im Juli 1895 der kleine Ferienort Capitola in der Nähe von Santa Cruz dafür, einen Gerlach-Wave-Motor zur Erzeugung von Strom für kommerzielle Zwecke einzusetzen. Denn Santa Cruz County benötigt nicht nur eine einzigartige Attraktion, um Touristen in die Stadt zu locken, sondern auch Energie.

Das Projekt wird von den Einheimischen mit großer Erwartung verfolgt, und die Zeitung Santa Cruz Daily Sentinel berichtet fortlaufend über dieses erste große Wellen-Motor-Projekt. Im Januar und März 1896 melden die Zeitungen erfolgreiche Tests des Gerlach-Wellen-Motors, doch schon Anfang Juni wird in der Sentinel mit großem Bedauern der Mißerfolg des Projekts verkündet.


Im Jahr 1895 führt die Zeitung San Francisco Examiner einen Wettbewerb durch, um die besten Ideen zur Verbesserung der Stadt und zur Erhöhung ihrer Bewohnerzahl auszuzeichnen. Der Gewinnerbeitrag umfaßt u.a. den Vorschlag, einen ‚Bonus’ von 50.000 $ auszuschreiben – für die Erfindung eines praktischen Mechanismus, der in der Lage ist die ‚Wellenenergie’ des Ozeans kommerziell zu nutzen.

Im November 1896 hat ein J. M. Dwyer ein funktionierendes Modell seiner Erfindung am Fuße des St. Powell laufen und hofft, ein zweites Modell an der Baker Beach zu bauen. Ein weiteres funktionierendes Modell stellt Henry Shomberg aus Los Gatos im Februar 1897 in San Francisco vor, wobei hier eine größere Version für einen Ort in der Nähe von Santa Cruz geplant ist. Weitere Details darüber habe ich bislang nicht finden können.

Kammern des Armstrong Wave-Motor Grafik

Kammern des
Armstrong-Wave-Motors
(Grafik)

Der bisher erfolgreichste Wellenenergiewandler ist Müller zufolge der sogenannte Armstrong-Wave-Motor in Kalifornien, der von 1896 bis 1911 läuft – ein damit einen bis heute ungebrochenen Rekord hält. Bekannt wird er durch einen Bericht des Santa Cruz Sentinel im Juni 1898: „The Ocean Harnessed. A Wave Motor Has Finally Proved A Success.“

Dieser Motor wird allerdings nicht gebaut, um Strom zu erzeugen, sondern um Meerwasser zu pumpen, mit dem die Straßen gespritzt werden und der Staub zurückgehalten wird. Das Potential zur Erzeugung von Energie wird zwar erwähnt, die Idee wird aber nicht weiter verfolgt. Dieses Mal hatte Santa Cruz jedenfalls in das richtige Projekt investiert. Der Wellen-Motor ist eine Neuheit, der die Stadt einzigartig macht; er wird viel fotografiert und sogar auf Postkarten verewigt.

Die Erfinder sind ein Brüderpaar namens William und John E. Armstrong. Sie hatten ursprünglich in den Klippen von Black Point ein kleines Modell gebaut, und die Vertreter der Stadt waren bei dessen Besichtigung beeindruckt. Die Armstrongs unterzeichneten daraufhin eine Vereinbarung mit der Stadt Santa Cruz, um ihr Gerät in den felsigen Klippen am Ufer des Strandes unterhalb von West Cliff Drive zu installieren.

Der Armstrong-Wave-Motor funktioniert nach dem Prinzip der oszillierenden Wassersäule und wird in den Felsen hineingebaut. In die Seite der Klippe werden zwei Brunnen mit rund 2,4 m und 1,5 m im Durchmesser gegraben, einer hinter dem anderen. Der vordere ist etwa 1,5 m vom Klippenrand entfernt. Ihre Tiefe erstreckt sich von 9 m über der Flutmarke bis zu einem Niveau unterhalb des Wasserstandes bei Ebbe. Durch einen Tunnel sind sie mit dem Meer verbunden.

In der vorderen Brunnenkammer befindet sich zwischen vertikalen Führungen ein 270 kg (andere Quellen: 300 kg) schwerer Schwimmer mit Gegengewicht, während die zweite Bohrung eine gängige Kolbenpumpe beinhaltet. Die Wellen, die gegen die Küste schlagen, pressen Wasser durch den Tunnel und den Brunnenschacht hinauf, heben dabei den Schwimmer an, ein Ventil öffnet sich und die Pumpe wird befüllt.

Prospekt der Wave Power & Air Compressing Company

Prospekt der
Wave Power &
Air Compressing Co.

Geht das Wasser zurück, fällt auch das Wasser im Schacht, das Ventil schließt sich und das Gewicht des Schwimmers veranlaßt den mit im verbundenen Pumpenkolben, das Wasser durch ein senkrechtes Rohr 38 m hoch in einen rund 19.000 Liter fassenden Tank zu befördern, der sich auf der Spitze eines 18 m hohen Bohrturms auf dem Hügel befindet. Von dort fließt es kilometerweit entlang der Landstraßen und wird zur Berieselung verwendet. Bei normalen Wetterbedingungen füllt die Pumpe den Vorratsbehälter in etwa einer Stunde.

Der Wellenmotor, der umgerechnet etwa 0,9 – 1,5 kW leistet, wird 1910 oder 1911 demontiert, da ein verbesserter Straßenbelag es weiterhin unnötig macht, die Straßen zu besprühen. Im Jahr 2004 bricht ein Teil der Klippe ab, so daß von dem vorderen Schacht nur die halbrunde Rückwand bleibt. Der einzige bis heute erhaltene Teil der Anlage ist das 10 m tiefe hintere Brunnenloch, das inzwischen durch eine Abdeckung verschlossen wurde.


In den 1890er Jahren gibt es in San Francisco Firmen mit wohlklingenden Namen wie Wave Power & Air Compressing Company, Hercules Wave Motor Company und Pacific Wave Motor Company, die ich aber noch nicht näher zuordnen konnte. Die Abbildung des Prospekts der erstgenannten Firma von 1895 vermittelt vielleicht eine vage Vorstellung von der Funktionsweise des angepriesenen Apparats.

1897 gibt es einen Wright Wave Motor an der Manhattan Beach, dessen Reste heute im Sand am Fuß des Piers begraben sind. Und die Los Angeles Times berichtet im Jahr 1898 von einem Mann namens Burr aus San Francisco, der mit einem imaginären Wellen-Motor-Projekt Investoren betrügt.

In der darauffolgenden Dekade geht das Interesse wieder zurück, obwohl noch einige Versuche dokumentiert sind, die ich der Länderübersicht zugeordnet habe (s.u. USA).


Um das Jahr 1900 herum wird eine Vorrichtung erfunden, mit der sich die Wellenenergie bis zu einem gewissen Grad erfolgreich umsetzen läßt. Diese Vorrichtung, deren Herkunft sich nicht genau zurückverfolgen läßt, die im Juni 1901 aber sogar die Titelseite des norwegischen Kindermagazins MAGNE ziert, wird seither bei sogenannten Heul- oder Glockenbojen verwendet.

Dabei wird die Wellenbewegung durch einen Schwimmer auf die Tonne der Boje übertragen, die sich dann um ihre Längsachse dreht. Diese Bewegung wird wiederum auf ein Getriebe übertragen, welches nach und nach ein Gewicht nach oben zieht.

Von seinem höchsten Punkt fällt dieses Gewicht dann wieder herunter und bewegt dabei über dasselbe Getriebe den Anker eines kleinen Elektrogenerators, der Strom zum Aufleuchten der Befeuerung und zum Anschlagen des Glockenzeichens erzeugt.

Ein anderes Modell besteht aus einer Boje, die mit einem am Meeresboden verankerten Schwimmer verbunden ist. Der Transformator selbst setzt sich aus einem Stabmagneten und einem Induktor mit einer federbespannten Aufhängung zusammen.

Eine moderne Form dieser Technologie zeigt mir mein Freund und Energieexperte Gotthard Schulte-Tigges. Er hat ganz einfach einen Schwimmring mit einer Induktionstaschenlanpe gekoppelt. Seitdem es Hochleistungsmagnete gibt, sieht er die Chance, den Gesamtwirkungsgrad des Systems merklich erhöhen zu können.


Entwurf von 1931


Die Erfindung des hydraulischen Widders im Jahre 1796 durch Joseph Michel Montgolfier, einen der beiden Luftfahrt-Pionier-Brüder, bildet wiederum die Grundlage für einen amerikanischen Vorschlag zur Nutzung der Wellenenergie, der in Deutschland 1931 von Hanns Günther veröffentlicht wird - leider ohne Angaben zu dem ursprünglichen Erfinder.

Dabei wird der Druck der Wellen genutzt, um mittels einer langen Reihe von Widdern Meerwasser in ein höher gelegenes Reservoir zu pumpen, aus dem es dann beim Rücklauf über Turbinen und Generatoren zur Stromgewinnung eingesetzt wird.

Zur Zeit der vorletzten Jahrhunderwende gibt es aber auch schon diverse andere Vorschläge, bei denen u.a. die Energiespeicherung mittels Druckluft integriert wird. Umgesetzt wird jedoch keiner dieser Vorschläge, was zumeist mit der damals noch sehr ineffizenten Technik zusammenhängt.


Da es über den Hydraulischen Widder inzwischen (wieder) genügend verfügbare Informationen gibt, beschränke ich mich hier auf eine knappe Übersicht:

Obwohl die selbsttätige Widderpumpe (bélier hydraulique o. bélier-siphon) bereits 1796 erfunden wurde, erhalten in den USA 1809 die Herren J. Cerneau und S. S. Hallet ein Patent darauf.

Dort nimmt das Interesse an den einfach gebauten, langlebigen und im Unterhalt billigen hydraulischen Widdern ab ca. 1840 stark zu, es werden weitere Patente erteilt und einheimische Unternehmen nehmen die Produktion auf.

Erst nach Mitte des 20. Jh. geht das Interesse wieder zurück, als sich mit dem Aufkommen der Elektrizität auch elektrische Pumpen ausbreiten.

Hydraulische Widder (o. Stoßheber) sind Maschinen, die von einem Wassergefälle angetrieben werden und dabei einen Teil des zufließenden Wassers stoßweise über das Höhenniveau des Zulaufs hinaus hochfördern: Eine große Menge Wasser strömt durch ein Stoßventil, das mittels Zusatzgewichten oder Federkraft offen gehalten wird.

Alter Stoßwidder

Alter Stoßwidder

Die starke Strömung des Wassers bewirkt, daß die Federkraft überwunden wird und sich das Ventil plötzlich schließt, wobei sich kurzzeitig eine rückwirkende Druckwelle aufbaut. Diese öffnet ihrerseits das Druck- oder Flatterventil und drückt das Wasser in die Steigleitung, woraufhin der Druck in der Pumpe abfällt. Das Flatterventil schließt sich, das Stoßventil öffnet sich, das Wasser fließt wieder durch und der Arbeitszyklus beginnt von neuem.

Auch heute werden noch Widder gebaut, in Europa beschränkt sich ihre Anwendung allerdings auf die Wasserversorgung abgelegener Gehöfte und Berghütten. Immerhin können sie das Wasser bis zum 20-fachen des Arbeitsgefälles anheben, wobei der Wirkungsgrad etwa 15 % beträgt.

In jüngerer Zeit wird der Einsatz hydraulischer Widder beispielsweise im Rahmen der Agenda 21 Aktivitäten vom Landesamt für Entwicklungszusammenarbeit in Bremen gefördert – und zwar in den Bergregionen Chinas.

Dort ermöglicht man 1999 über 40.000 Menschen im Rahmen von Selbsthilfeprojekten ihre Ackerflächen mittels dieser Technologie energieunabhängig zu bewässern und sich zudem an eine Hauswasserleitung anzuschließen.


Doch zurück zur Wellenenergie.

In den vergangenen 200 Jahren sind - wie schon gesagt - mehr als 1.000 enstprechende Patente erteilt worden. Neuere und umfassende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur großtechnischen Umsetzung von Wellenkraftwerken werden hauptsächlich in Japan, England, Frankreich, den USA und Skandinavien geleistet – zumeist mit dem langristigen Ziel, Kraftwerke im Megawattbereich zu entwickeln und marktreif zu machen.

Die Nutzung der Wellenenergie läßt sich gegenwärtig sechs technisch unterschiedlichen Methoden zuordnen, wobei die meisten aktuell verfolgten Technologien nach dem Prinzip der oszillierenden Wassersäulen (OWC) arbeiten, dessen technische Umsetzung auf den Japaner Yoshido Masuda zurückgeht.  

  • Oszillierende Wassersäulen / Oscillating water columns (OWC)
  • Überspül-Techniken / Overtopping devices (OTS)
  • Pumpenbestückte Schwimmkörper / Float with pumps (FP)
  • Wellen-Mühle-Turbine-Systeme / Wave mill-turbine systems (WT)
  • Mechanische Syteme / Mechanical systems (MS)
  • Lineargeneratoren / Linear generator systems (LG)

  • Die verschiedenen Methoden werden im Text noch einzeln beschrieben, vorab nur eine Kurzbeschreibung der OWC-Technik:

    Eine Betonkammer – ähnlich einem umgestülpten Eimer – besitzt im vorderen Bereich unterhalb der Wasseroberfläche eine Öffnung, durch welche die Wellen in den Hohlraum eindringen können. Wenn der Wasserspiegel in dieser hydrodynamischen Kammer steigt und fällt, wird dabei Luft in eine Röhre hinaufgedrückt oder hinuntergesaugt, und die Anlage atmet wie eine Lunge. Der Luftstrom treibt wiederum eine sogenannte Wells-Turbine an, die symmetrische Schaufeln besitzt und sich immer in die gleiche Richtung dreht. Erst ihre Erfindung verhalf OWC-Kraftwerken auszureifen (s.u.). 


    Auf der folgenden Liste sind die 2004 installierten Wellenenergie-Systeme aufgeführt:

    Prototypen

    Installierte Leistung

    Ort

    Land

    Typ

    Einlauf-breite

    Wasser-
    tiefe

    Zeitraum

    Kaimei

    375 kW
    1000 kW
    560 kW

    Japanisches Meer, Ostmeer

    Japan

    schwimmendes OWC

    B: 12 m

    T: 40 m

    1978-1979
    1979-1980
    1985-1986

    Toftestallen

    500 kW

    Toftestallen

    Norwegen

    Felsküsten-OWC

    Ø: 10 m

    T: 70 m

    1985-1988  

    LIMPET

    500 kW

    Isle of Islay

    Schottland

    Felsküsten-OWC

    B: ?? m

    T: ?? m

    seit 2000  

    ART- Osprey

    500 kW

    vor Schottland

    Schottland

    OWC

    B: ?? m

    T: 20 m

    gescheitert 1995  

    Pico-OWC

    400 kW

    Azoren

    Portugal

    Felsküsten-OWC

    B: 12 m

    T: 8 m

    seit 2001  

    Tapchan

    350 kW

    Toftestallen

    Norwegen

    Tapered Channel

    B: 55 m

    T: 70 m

    seit 1986  

    Trivandrum-OWC

    150 kW
    75 kW

    Trivandrum

    Indien

    Wellenbrecher-OWC

    B: 8 m

    T: 10 m

    1990-1995
    seit 1996  

    Mighty Whale

    110 kW

    Japanisches Meer, Ostmeer

    Japan

    schwimmendes OWC

    B: 30 m

    T: 40 m

    seit 1998  

    Islay-OWC

    75 kW

    Isle of Islay

    Schottland

    Felsküsten-OWC

    B: 17 m

    T: 3 m

    seit 1988  

    Sakata-OWC

    60 kW

    Sakata

    Japan

    Wellenbrecher-OWC

    B: 20 m

    T: 18 m

    seit 1988  

    Sanze-OWC

    40 kW o. Turbine

    Sanze

    Japan

    Felsküsten-OWC

    B: 17 m

    T: 3 m

    1983-1984
    seit 1984  

    Niigata-OWC

    40 kW

    Niigata

    Japan

    Wellenbrecher-OWC

    B: 13 m

    T: 6,5 m

    1986-1988  

    Kujukuri-OWC

    30 kW

    Kujukuri

    Japan

    10 OWC mit Druck- speicher

    ø: 2 m

    T: 2 m

    seit 1987  

    Nicht OWC’s

    15 kW

    Muroran

    Japan

    Pendel in Kammer

    B: 3 m

    T: 2 - 3,5 m

    seit 1983  

    Nicht OWC’s

    12 kW

    Iriomote Island

    Japan

    2 Salter-Ducks in Kammer

    B: 20 m

    T: 10 m

    1984-1988  

    Dawanshan-OWC

    30 kW

    Dawanshan Island

    China

    Felsküsten-OWC

    B: 4 m

    T: 10 m

    seit 1990


    Ausführliche und weiterführende Informationen - auch aus den Folgejahren - sind in den Länderübersichten weiter unten aufgeführt.

    Im Jahresreport 2005 des Ocean Energy Systems Department (OES) der Internationalen Energie Agentur (IEA) wird von der ‚Geburt einer neuen Industrie’ gesprochen. Grund ist ein 2005 abgeschlossener Vertrag zwischen der Firma Ocean Power Delivery und einem portugiesischen Konsortium über den Bau von drei Anlagen zur Nutzung der Wellenenergie mit jeweils 750 kW Leistung, über die unten noch ausführlich berichtet wird. Gleichzeitig werden in Australien, Kanada, Irland und den USA Prototypen neuer Anlagenformen in Betrieb genommen, und etliche Firmen präsentieren Entwicklungen, die kurz vor der Marktreife stehen. 

    Bevor wir nun die einzelnen Vorschläge, Versuche und Umsetzungen der Wellenenergie betrachten, möchte ich noch auf drei sehr schöne künstlerische Nutzungen hinweisen, bei denen die Wellen Musik machen.


    Die Sea Organ (morske orgulje) liegt am Ufer von Zadar, Kroatien, und ist die weltweit erste Orgel, die vom Meer selbst gespielt werden kann. Es handelt sich um eine einfache aber elegante Treppe aus weißem Stein, unter der sich 35 musikalisch gestimmte Rohre befinden, die mit Pfeifen-Öffnungen auf dem Bürgersteig verbunden sind.

    Die Bewegung der Meereswellen schiebt Luft durch die Rohre, wobei je nach Größe und Geschwindigkeit der Welle musikalische Akkorde gespielt werden.

    Dieses Meisterwerk der Akustik und Architektur wird 2005 von dem dalmatinischen Steinmetz-Experten und Architekten Nikola Bašić geschaffen, der für sein Projekt 2006 den European Prize for Urban Public Space erhält. Neben die Einheimischen kommen auch viele Touristen zu diesem einzigartigen Hydro/Aerophon, um seine zufälligen harmonischen Klänge zu genießen.

    In direkter Nähe befindet sich übrigens noch eine weitere Instalation von Bašić namens Sun Salutation, die aus einem großen Kreis mit eingelassenen Solarpeneelen und LEDs besteht, die nach Sonnenuntergang aufleuchten - gespeist von der tagsüber gespeicherten Sonnenenergie.


    Eine weitere Anlage besteht schon seit 1986 in der San Francisco Bay am Ende eines Stegs östlich des St. Francis Yacht Club. Sie gilt als eine der am besten versteckten Juwelen der Stadt.

    Die an mediterrane Ruinen erinnernde Architektur der Wave Organ besteht aus den geretteten Überresten der zerstörten Krypten des ehemaligen Laurel Hill Friedhofs und wird von den Exploratorium-Künstlern Peter Richards und George Gonzalez geschaffen.

    Das Umweltkunstwerk nutzt den Puls des Meeres durch 25 PVC- und Betonrohre in verschiedenen Höhen, die das Rauschen von Wellen und das Gurgeln von Wasser über höher gelegene Öffnungen zu den Zuhörern bringen.

    Blackpool High Tide Organ

    Blackpool High
    Tide Organ

    Die nicht harmonisch gestimmte Wellen-Orgel ist am besten bei Flut zu hören, kann aber auch zu anderen Tageszeiten genossen werden, obwohl die gurgelnden Rhythmen dann deutlich leiser sind. Die Inspiration für das Werk kam ursprünglich von dem Künstler Bill Fontana, der Klänge aus der Entlüftungsleitung eines schwimmenden Betondocks in Sydney aufnahm.


    Die 15 m hohe Blackpool High Tide Organ der Künstler Liam Curtin und John Gooding wird wiederum im Jahr 2002 an der New Promenade in Blackpool aufgestellt.

    Die Skulptur besteht aus Beton, Stahl, Zink und Kupferblech, wobei die Wellenenergie bei Flut Luft durch acht Rohre preßt, die unter der Promenade entlang führen und mit 18 Orgelpfeifen in der Skulptur verbunden sind, die in einer harmonischen B-Dur Reihe gestimmt sind.


    Zum Bereich der ‚Wellen-Kunst‘ gehörte auch die 80.000 $ teure Kupferskulptur namens Wavespout (Breathing Sea) von Ned Kahn aus dem Jahr 1993, die auf dem Ventura Pier der Stadt San Buenaventura in Kalifornien installiert wurde.

    Dabei handelte es sich um einen Springbrunnen, der die Energie der Meereswellen nutzte, um am Ende des Piers ein Blasloch zu erzeugen.

    Das Objekt wird allerdings schon Ende 1995 im Zuge eines Sturmes zerstört und in zwei Teilen an Land gespült. Die Teile wurden zwar gerettet, doch eine geplante Neuinstallation wurde später nicht umgesetzt.


    Wellenenergie - Ausgewählte Länder (I)


    In dieser Auflistung findet sich der Stand von Mitte 2018 in den folgenden Ländern:


    Australien

    Irland

    Schweden

    Belgien

    Israel

    Singapur

    China

    Italien

    Spanien

    Dänemark

    Japan

    Südafrika

    Deutschland

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    Weitere Länder


    Australien


    Im August 2010 stellt das World Energy Council fest, daß Australiens Südküste der weltweit vielversprechendste Standort zur Nutzung der Wellenkraft ist. Wenn nur 20 % der dort möglichen Standorte entwickelt werden, könnte das ganze Land komplett von der Wellenenergie versorgt werden, deren lokales Gesamtpotential auf 1.300 TWh pro Jahr geschätzt wird.

    Bei meinen Recherchen fand ich anfänglich nur einen Hinweis auf die wasserdichte Hohlkugel Delphin, die zu einem frühen Zeitpunkt in Australien entwickelt worden sein soll. Sie hat einen Durchmesser von 75 cm, und der durch Schaukeln betriebene Generator gibt etwa 6 W ab. Doch inzwischen geht man das Ganze schon in größerem Maßstab an:


    Die Erfindung einer neuer Energieboje in den 1970ern geht auf den westaustralischen Geschäftsmann Alan Burns zurück. Die 1998 in Perth beheimatete Firma Ocean Power Delivery Ltd. (OPD) beginnt im Folgejahr mit ersten Versuchen, und ab 2003 wird an Demonstrationsanlagen gearbeitet. Offiziell gegründet wird das Unternehmen im Jahr 2004, und bereits ein Jahr später wird ein Prototyp an der Henderson Marinebasis zu Wasser gelassen, der sechs Wochen später für weitere Untersuchungen zur Fremantle-Forschungsstation für Meeresenergie geschleppt wird.

    Ab November 2006 erzeugt der Prototyp CETO I - benannt nach der antiken griechischen Meeresgöttin Keto, die auch als Meeresungeheuer galt - erstmals bis zu 100 kW Strom und Süßwasser. Bei dem System wird der von den unter Wasser schwimmenden Bojen erzeugte Druck genutzt, um Wasser an Land zu pumpen, wo es eine Turbine antreibt bzw. mittels Osmosefiltern (RO) entsalzt wird. Hierbei soll eine Leistung von 300.000 l Frischwasser pro Tag erreicht werden.

    Außerdem wird bekanntgegeben, daß man mit der US-Firma Chevron einen Vertrag im Wert von 20 Mio. $ zur Errichtung einer Wellenfarm vor der kalifornischen Küste geschlossen habe. Hier soll möglicherweise das Pelamis-System zum Einsatz kommen (s.u.), während das Unternehmen sonst eher den CETO I Prototypen propagiert.

    Im Mai 2007 verkündet der australische Industrieminister Ian MacFarlane, daß der Einsatz von Wellenenergie der ‚Heilige Gral’ der Stromerzeugung und der Versorgung von Australiens großen Küstenstädten mit Trinkwasser sei. Man habe bislang schon 770 Mio. Aus$ in diese Technologie investiert.

    Ab dem September tritt die Ocean Power Delivery unter dem neuen Namen SeaPower Pacific Pty Ltd. auf - anderen Quellen zufolge als Pelamis Wave Power (s.u.). Es ist anzunehmen, daß es sich um eine Aufspaltung entsprechend den unterschiedlichen Technologien handelt. Das Unternehmen, das sich mit der Energieboje beschäftigt, gehört jetzt der britischen Renewable Energy Holdings Plc. und der französischen EDF, und die technische Entwicklung und der Betrieb auf der Südhalbkugel wird von der australischen Firma Carnegie Corp. in Perth fortgeführt.

    2007 wird die neue Pumpe für den CETO II Prototyp vorgestellt und ab Februar 2008 vor der Küste von Fremantle in Westaustralien  getestet. Im August 2008 erhält Carnegie einen Genehmigung für fünf Jahre, um an der Küste von Albany nach geeigneten Standorten zu suchen. Einer Studie des Unternehmens vom Oktober desselben Jahres sagt aus, daß die küstennahe Wellenenergie in Australien ein Potential von 171.000 MW habe.

    CETO II

    CETO II

    Anfang 2009 unterzeichnet Carnegie ein Memorandum of Understanding mit Synergy, dem größten Strom-Händler Westaustraliens, zur Entwicklung einer Demonstrationsanlage. Während der ersten Phase (bis 2011) wird das Projekt bis zu 6 MW Leistung generieren, was später auf eine Kapazität von 50 MW erweitert werden soll, um 40.000 - 50.000 Haushalte versorgen zu können.

    Eine derartige 50 MW Anlage würde zwischen 300 Mio. und 400 Mio. Australische $ kosten und sich über eine Fläche von 5 Hektar erstrecken. Bis Mitte des Jahres soll der Standort entschieden werden, entweder vor der Küste von Torbay in der Nähe von Albany, oder vor der Küste von Garden Island. Später werden für die Pilotanlage aber noch andere Standorte vorgeschlagen, wie Warrnambool und Phillip Island in der Nähe von Portland.

    Gleichzeitig laufen Gespräche mit der Landesregierung von Victoria, der Carnegie einen 300 $ Wellenkraft-Plan vorlegt, der 20 % des Strombedarfs decken könnte. Eine Förderung von 12,5 Mio. $ aus dem Low Emissions Energy Development Fund soll dem Unternehmen nun helfen, bis 2013 ein kommerzielles Modell zu entwickeln.

    Trotzdem geht die Entwicklung nur sehr zögerlich voran, das Unternehmen scheint mehr an seinem Aktienkurs interessiert zu sein. Dieser wird durch Meldungen wie im April 2009 gepusht, daß Carnegie mit der internationalen Bankengruppe Investec eine Vereinbarung in Höhe von 250 Mio. $ getroffen habe, um das Wellenkraftprojekt voranzubringen.

    Im Mai 2009 meldet das Unternehmen, daß es die globalen Rechte an der CETO-Technologie für 67 Mio. $ von der Londoner Renewable Energy Holdings plc. erworben habe, dem Patentinhaber. Carnegie hatte von der Holding im Vorjahr für 9,5 Mio. $ die Lizenz für die Südhalbkugel erworben. Weitere 5,5 Mio. $ Finanzmittel kommen Mitte 2009 durch Beteiligungen der Firmen Black Swan Equities und Patersons Securities herein. Außerdem meldet Carnegie, daß die französische Regierung 5,16 Mio. $ investieren würde, um die CETO-Technologie vor der Insel Reunion im Indischen Ozean zu erforschen.

    Die Unterzeichnung des 5 MW Projekts mit einem Volumen von 50 – 55 Mio. $ vor Garden Island erfolgt im Oktober 2009. Die Anlage mit einem Gitter aus 30 Bojen wird eine Fläche von 200 m x 200 m in 24 m Wassertiefe umfassen und soll bis 2011 fertiggestellt werden. Zeitgleich wird mit dem Defence Department, das auf Garden Island eine Marinebasis betreibt, eine Absichtserklärung zur Kooperation unterschrieben.

    Im Juni 2010 unterzeichnet Carnegie ein weiteres Memorandum of Understanding mit den französischen Unternehmen EDF EN und DCNS, um das Wellenenergieprojekt vor Reunion anzugehen. Das Projekt ist in drei Etappen angelegt und soll im Endausbau eine Leistung von 15 MW erreichen. Finanzierung und Besitz ist zwischen Carnegie (49 %) und EDF EN (51 %) aufgeteilt. Als erstes soll eine einzelne CETO-Boje geliefert werden, anschließend ein 2 MW Array entstehen, bevor dann die komplette Umsetzung erfolgt.

    Um die Entsalzungstechnologie am National Centre for Excellence in Desalination in Rockingham zu beweisen, wird ein entsprechendes 0,5 Mio. $ Projekt im Juli 2010 zu 50 % von dem gemischt staatlich-bundesstaatlichen Forschungsinstitut selbst finanziert.

    Einen Monat später, im August 2010, wird von dem inzwischen als Carnegie Wave Energy Ltd. (CWE) firmierenden Unternehmen der Twofold Hafen von Eden ausgewählt, um die CETO III Version zu testen. Hierfür wird eine Drei-Jahres-Lizenz unterzeichnet. Die Testboje – ein Viertel so groß wie eine kommerzielle Boje – soll in 8 – 9 m Wassertiefe im Hafen versenkt werden und einschließlich der Verankerung eine Fläche von etwa 3,5 x 2,5 m belegen. Die endgültige Version für Wassertiefen von bis zu 50 m wird einen Flächenbedarf von 7 x 5 m haben.

    CETO IV Grafik

    CETO IV (Grafik)

    Im Juni 2012 meldet die Presse, daß Carnegie aus dem Emerging Renewables Program der australischen Bundesregierung einen Zuschuß in Höhe von 9,9 Mio. $ sowie weitere 5,5 Mio. $ von der Landesregierung in Victoria bekommen wird, um im ersten Quartal 2013 mit dem Bau der Perth Power CETO-Anlage in der Nähe der Marinebasis HMAS Stirling auf Garden Island bei Fremantle zu beginnen.

    Bereits im vierten Quartal 2013 soll der erste Strom ins westaustralische Netz gespeist werden. Die Gesamtkosten der 2 MW Anlage werden auf 15 Mio. $ geschätzt (andere Quellen: 31 Mio. $).

    Im August 2013 wird ein ein Kooperationsvertrag mit der West Australia Water Corp. unterzeichnet, der ein Pilotprojekt zur Entsalzung unterstützen wird, das neben dem Energie-Demonstrationsprojekt gebaut und die standardmäßige Entsalzungstechnologie der Umkehrosmose mit der Infrastruktur des angrenzenden Wellenenergieprojekts integrieren soll. Es wird mit 1,27 Mio. $ aus dem AusIndustry Clean Technology Innovation Program der Bundesregierung unterstützt. Im September beginnt Carnegie mit den Bauarbeiten.

    Der französische Energieriese EDF und der Industriekonzern DCNS installieren später in diesem Jahr in der Nähe der Stadt St. Pierre auf der Insel Reunion eine CETO IV Pilotanlage mit 10 m Durchmesser. Berichten vom Januar 2014 zufolge ist das Gerät allerdings bei einem kürzlichen Wirbelsturm mit Winden von bis zu 200 km/h weggefegt und beschädigt worden.

    Die Wellen, die Anfang des Monats vom Zyklon Bejisa aufgepeitscht werden, kappen das Kabel, das den Prototyp mit der am Meeresboden verankerten Hydraulikpumpe verbindet. Sogar die Fundamente werden später neben einem nahegelegenen Riff gefunden. Der CWE zufolge liegt der Grund für die Havarie daran, daß die Variante des DCNS modifiziert war und sich nicht an das ursprüngliche Verankerungsdesign gehalten habe.

    Im März erhält die CWE von der australischen Clean Energy Finance Corp. ein Darlehen in Höhe von 18,2 Mio. $, um die Endphase der Entwicklung der CETO VI Bojen zu beschleunigen, und im April 2014 sichert sich das Unternehmen den letzten Liegeplatz am Demonstrationsstandort des Wave Hub im South West Marine Energy Park vor der Küste von Cornwall in England, wo das Unternehmen bis 2016 bis zu drei dieser 1 MW Generatoren installieren und testen möchte – mit der Option, die Installation später auf 10 – 15 MW zu erweitern.

    Im November 2014 meldet die CWE die erfolgreiche Installation der ersten CETO V (inzwischen meist als CETO 5 geschrieben) am Standort des Perth Wave Energy Project in Garden Island. Das Projekt soll die kommerzielle Machbarkeit von Wellenenergie im großen Maßstab demonstrieren.

    Ein Array von drei 240 kW Bojen ist über hydraulische Wasserpumpen mit dem Meeresboden verbunden. Das System wippt mit den Wellen auf und ab und preßt Wasser durch Turbinen, während gleichzeitig ein Wasserentsalzungssystem gespeist wird. Im Gegensatz zu anderen Wellenenergiegeräten befindet sich der CETO 5 vollständig unter der Wasseroberfläche, was die Ausrüstung vor Schäden schützt.

    CETO V Wasserung

    CETO V Wasserung

    Schon während der anfänglichen Betriebsperiode gibt es Wellenhöhen bis 3,5 m, ohne daß Probleme auftreten. Die Einheit liefert signifikante Mengen von Echtzeitdaten in Bezug auf hydrodynamische Bewegungen, Drücke, Flüsse, Lasten, Verschiebungen und ähnlichem, welche zur Validierung der Computermodelle entscheidend sind, die bei der Fertigstellung des Designs von Carnegies 1 MW CETO 6 im Jahr 2015 verwendet werden sollen.

    Nach Installation der zwei weiteren CETO 5 wird das Gesamtsystem im März 2015 in Betrieb genommen, und der Strom und das Frischwasser werden an das australische Verteidigungsministerium verkauft, um den Marinestützpunkt HMAS Stirling zu versorgen.

    Im April unterzeichnet die CWE eine Kooperationsvereinbarung mit der Fundación Chile (FCH) zur Entwicklung kommerzieller Wellenenergieprojekte in Chile und Peru. Die Vereinbarung erstreckt sich auf die Entwicklung der Meeresenergie in der Region Valparaiso, sowie Energie und entsalztes Wasser für die Oster- und Robinson-Crusoe-Inseln bereitzustellen, zwei der abgelegensten bewohnten Inseln der Welt mit 5.800 bzw. 1.000 Einwohnern, die für den größten Teil ihrer Strom- und Wasserversorgung derzeit auf die Dieselgeneration angewiesen sind.

    Im Oktober folgt die Meldung, daß nun auch die mit dem Perth Wave Energy Project verbundene Wasserentsalzungsanlage eingeschaltet voll funktionsfähig ist. Auf der jährlichen Konferenz des australischen Wasserverbands wird zeitgleich mit der Ankündigung an Mia Davies, die Wasserministerin des Bundesstaates, die erste Flasche CETO-Wasser überreicht.

    CETO-Wasser

    CETO-Wasser

    Die von der Firma MAK Water Industrial Solutions (MAK Water) hergestellte und in Containern installierte Umkehrosmose-Entsalzungsanlage ist vollständig an das CETO-Wellenenergiekraftwerk angeschlossen, womit sie sowohl direkt von der Wasserkraft des Wellenenergieprojekts als auch vom Netzstrom oder einer Kombination von beiden betrieben werden kann.

    Die CWE hatte bereits Anfang dieses Jahres eine Vereinbarung unterzeichnet, um als Alleinvertreter für MAK Water in Südamerika zu agieren. Die Vereinbarung wird nun auf abgelegene Inseln ausgedehnt, um die Gelegenheit für Entsalzungs- und Wellenenergie-Lösungen an diesen Standorten zu nutzen. Ins Auge gefaßt werden dabei vier Standorte auf Inseln im Indischen Ozean.

    Im November 2015 gibt die CWE bekannt, daß sie in Zusammenarbeit mit dem westaustralischen Netzbetreiber Western Power das erste wellenintegrierte Microgrid-Projekt entwickelt, das an ein Stromnetz angeschlossen werden soll. Das Garden Island Microgrid wird aus der 1 MW CETO 6 Anlage bestehen, aus der Entsalzungsanlage, einer zusätzlichen 2 MW PV-Stromerzeugung sowie ein 2 MW/0,5 MWh Batteriespeichersystem, um eine sichere, stabile und zuverlässige Interaktion mit dem Stromnetz zu ermöglichen.

    Die CETO 6, deren konzeptionelle Phase vor kurzem abgeschlossen wurde, hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem früheren Modell, einschließlich einer etwa vierfachen Erhöhung der Nennkapazität auf 1 MW. Zudem beseitigt das neue Design die Notwendigkeit schwerer Offshore-Kräne (und die damit verbundenen kostspieligen Schwerlastschiffe), was zu einem viel vereinfachten Installations- und Wartungsaufwand führt.

    Darüber hinaus verfügt neue Design über fortschrittlichere Steuerungssysteme, wobei die Energieerzeugung im Inneren des Buoyant Actuators plaziert ist, was zu einer höheren Systemeffizienz führt. Und um die Energie an Land zu liefern, wird ein Elektrokabel verwendet, was im Vergleich zum CETO 5, das eine Pipeline mit Hochdruckfluid nutze, die Übertragungsverluste reduziert.

    Die detaillierte Planung des 32 Mio. US-$ (~ 40 Mio. AU-$) Projekts soll Mitte 2016 abgeschlossen sein. Es wird mit Unterstützung des australischen Verteidigungsministeriums entwickelt und wird durch eine Kombination aus Eigen-, Fremd- und Zuschußfinanzierung getragen, einschließlich eines fünfjährigen Kredits in Höhe von 20 Mio. US-$ der Clean Energy Finance Corp. und einem Zuschuß in Höhe von 11 Mio. US-$ von der Australian Renewable Energy Agency (ARENA).

    Im Juni 2016 verkündet die CWE einen neuen Weltrekord mit 14.000 kumulativen Betriebsstunden der CETO 5 Anlagen des Carnegie Wave Energy Project, und im September bekommt die Firma weitere 2,5 Mio. $ von der ARENA, um das Garden Island Microgrid Projekt zu entwerfen und zu bauen. Im November wird gemeldet, daß die CWE für die erste Phase des Wave Hub-Projekts vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) umgerechnet rund 11,8 Mio. $ zur Verfügung gestellt bekommt.

    Nachdem die CWE im Oktober 2017 einen weiteren Zuschuß von 15,5 Mio. AU-$ erhält, verlegt sie die Entwicklung ihrer Wellenenergietechnologie im kommerziellen Maßstab nach Albany im Süden von Westaustralien. Anstatt in der Nähe von Fremantle, wie es vorher geplant war, soll die erste CETO 6 Einheit im Sommer 2019/2020 vor Torbay und Sandpatch in Albany installieren werden, als Vorläufer einer möglichen 20 MW Wellenenergieanlage und einer noch größeren 100 MW Anlage, die jener folgen wird. Die ARENA stimmt zu, die restlichen 11,6 Mio. US-$ von CETO 6 an das Albany-Projekt zu übertragen.

    Die Regierung von Westaustralien ist bestrebt, bei Albany ein Wellenenergiezentrum zu errichten, und hat neben dem Zuschuß an die CWE einen Betrag von 3,75 Mio. $ an die University of Western Australia vergeben, um dort ein nationales Wellenenergieforschungszentrum zu errichten, das mehr als 30 Forscher zusammenbringen soll, um die laufenden Forschungen der CWE in den Bereichen der Wellen-, Gezeiten- und Offshore-Windenergie zu unterstützen. Insgesamt werden dafür 19,5 Mio. $ bereitgestellt.

    Die Firma wird ihre Einrichtungen auch für andere Wellenenergieentwickler öffnen und am Standort Albany eine ‚gemeinsame Nutzerinfrastruktur‘ aufbauen, die nach Abschluß des CETO 6 Projekts anderen Entwicklern zur Verfügung gestellt wird und nationale und internationale Interessenten aus Forschung und Industrie anziehen soll. Die fortgeschrittene CETO 6 Version wird übrigens eine Nennleistung von 1,5 MW und mehrere Verankerungspunkte haben, um gegenüber der vorherigen Version mit Einzelverankerung mehr als das Doppelte der Energieerzeugung zu erreichen.

    Im August 2018 schließt die CWE eine Kooperationsvereinbarung über 1,6 Mio. AU-$ mit dem globalen Anbieter von erneuerbaren Energien, Enel Green Power, um die CETO-Wellenenergietechnologie weiterzuentwickeln. Enel wird auch dem technischen Beirat der CWE sowie dem o.g. neuen Wave Energy Research Centre beitreten.


    Ein weiteres Unternehmen, das sich professionell mit Wellenergie beschäftigt, ist die 1997 von Tom Denniss gegeründete Energetech Australia Pty Ltd., die seine Idee einer ‚parabolischen Mauer’ umsetzen soll und für das erste Wellenkraftwerk auch eine spezielle Turbine konstruiert.

    Im Jahr 1999 bekommt das Unternehmen eine staatliche Förderung in Höhe von 750.000 AU-$, und im November 2001 wird eine erste Finanzierungsrunde abgeschlossen, Investor ist die Connecticut Innovations Inc. Im Jahr 2002 stoßen drei europäische Investmentgruppen mit 3,75 Mio. $ dazu, außerdem beteiligt sich die Deutsche RWE Dynamics mit 750.000 $ an der Energetech.

    Es dauert allerdings noch bis zum März 2003, bis die sogenannte Denniss-Auld-Turbine tatsächlich gebaut und getestet werden kann. Ende des Jahres erhält Energetech 0,5 Mio. $ aus zwei staatlichen US-Fonds, um vor Rhode Island eine Wellenenergie-Anlage zu installieren. Hierfür gründet das Unternehmen eine eigene US-Filiale namens Energetech America, das im Folgejahr das GreenWave Rhode Island Projekt mit einem Umfang von 3,5 Mio. $ initiiert.

    Im Mai 2004 gibt es weitere 1,21 Mio. AU-$ von der Bundesregierung in Australien, um die Technologie weiter zu optimieren, gefolgt von Investitionsmitteln in Höhe von 500.000 AU-$ vom Centre for Energy and Greenhouse Technologies im April 2005.

    Energetech arbeitet in dieser Zeit gemeinsam mit den Entsalzungsspezialisten des Unternehmens H2AU an der unmittelbaren Nutzung der gewonnenen Energie zur Meerwasserentsalzung. Die geplante Anlage soll in Küstennähe arbeiten und das gewonnene Trinkwasser in einer Pipeline zum Festland transportieren, während die anfallende konzentrierte Salzlösung weit entfernt vom Land ins Meer zurückgeleitet wird.

    In einem weiteren Schritt wollen Energetech und H2AU den sich in der pneumatischen Kammer aufbauenden Druck der Luftsäule direkt als Arbeitsdruck für die Umkehrosmose nutzen, mittels der die Entsalzung durchgeführt wird. Damit enfällt der verlustreiche Schritt der Umwandlung in elektrische Energie, die anschließend die Pumpen antreibt, welche wiederum den Arbeitsdruck für die Umkehrosmose bereitstellen. 

    Energetech Wellenkraftwerk im Schlepp

    ...im Schlepp

    Energetechs erstes Wellenkraftwerk zur Stromerzeugung, dessen Bau im Dezember 2006 bei Port Kembla, rund 80 km südlich von Sydney, beendet wird, beruht auf dem OWC-Prinzip (Oscillating Water Column = oszillierende Wassersäule in einer pneumatischen Kammer), das inzwischen als etablierte Standardtechnik gilt, die von dem Unternehmen allerdings stark weiterentwickelt wurde.

    Die für den Betrieb in Küstennähe ausgelegte Anlage ist 36 m lang, 35 m breit, und hat eine Masse von 485 t. Die Baustahl-Konstruktion ist 200 m vor dem Wellenbrecher von Port Kembla auf dem Meeresboden verankert und soll auch einem Sturm, wie er nur einmal alle hundert Jahre vorkommt, widerstehen können. Wände zu beiden Seiten der Eintrittsöffnung fokussieren die Energie der Wellen in die OWC-Kammer. Der entstehende Luftstrom treibt mit seiner hohen Geschwindigkeit die am höchsten Punkt der Anlage installierte Turbine an. So sollen mindestens 500 MWh Elektroenergie pro Jahr erzeugt werden. Als Wirkungsgrad werden 80 % angegeben. 

    Eine Serienproduktion würde den Baupreis auf 1,6 Mio. $ drücken und so zu einer preislich vertretbaren Energiequelle führen, die auch mit fossilen Quellen konkurrieren kann. Energetech erwartet einen Strompreis von rund 5 US-Cent pro Kilowattstunde, der Amortisierungszeitraum des Kraftwerks soll allerdings bei 100 Jahren liegen (!) – wobei es ausgesprochen fraglich ist, ob die Anlagen überhaupt so lange halten.

    Neben Australien prüft Energetech auch Projekte in den Vereinigten Staaten, Spanien und Großbritannien. Im April 2007 ändert das Unternehmen seinen Namen zu Oceanlinx Limited. Verschiedene öffentliche und private Investoren schießen im November weitere 5,9 Mio. Englische Pfund in das Unternehmen.

    Ende 2007 arbeitet das Unternehmen bereits an sechs Projekten, zwei davon in Australien bei Port Kembla in New South Wales (450 kW Prototyp) und bei Portland in Victoria. Zwei weitere laufen in den USA auf Rhode Island (1,5 MW, später 15 – 20 MW) und auf Hawaii 2,7 MW), die letzten beiden in England (5 W als Teil des Cornwall Wave Hub) bzw. Namibia (1,5 MW, später 15 MW). Später kommt noch ein Projekt in Mexiko dazu.

    Anfang 2008 wird ein Clip mit den Versuchen des 1:60 Modells OWC 1 im Strömungskanal veröffentlicht.

     Versuchsanlage

    Oceanlinx MK3PC

    Im März 2009 wird das 450 kW ‚full-scale’ MK 1 Wellenkraftwerk von Oceanlinx nach einer längeren Sanierung und verschiedenen Umbauten erneut am Port Kembla installiert. Das Unternehmen soll bislang 50 Mio. $ als Investitionsmittel bekommen und verbraucht haben. Im Juli gibt es jedenfalls weitere 16 Mio. AU-$ von einer Investorengruppe, zu welcher der New Energy Fund, Espírito Santo Ventures und Emerald Technology Ventures gehören.

    Im Juni 2009 behauptet Oceanlinx, daß der Wellengenerator „den Meilenstein von 500 Betriebsstunden erreicht hat“. Doch schon Ende des Jahres wird die Anlage stillgelegt, da die Firma ihre Aufmerksamkeit auf den Südlichen Ozean richtet.

    Die 3. Anlagengeneration unter dem Namen MK3PC wird erstmals im Februar 2010 zu Wasser gelassen, 150 m vor der Küste von Port Kembla. Einen Monat später speist sie ihren Strom ins öffentliche Netz ein, doch schon im Mai versenkt schwerer Wellengang die 170 t schwere 2,5 MW Anlage, als sich diese aus ihren Verankerungen reißt, wie auf dem Foto von Kirk Gilmour zu sehen ist - was einen schweren Schlag für das 5 Mio. $ teure vorkommerzielle Pilotprojekt bedeutet.

    Immerhin hatte die netzverbundene Anlage bis dahin drei Monate lang zufriedenstellend gearbeitet. Die Anlage wird geborgen und erfolgreich wieder an das Netz angeschlossen. Für das Projekt bekommt Oceanlinx im September 2010 den EcoGen Clean Energy Award.

    Im Dezember werden drei neue Technologien unter den Namen proWAVE, greenWAVE und blueWAVE bekannt gegeben, und im Januar 2011 stellt Oceanlinx die jüngste Fortentwicklung der airWAVE-Turbine vor.

    Das in Port Kembla ansässige Abbruch- und Recyclingunternehmen Kilpatrick Group wird im Dezember 2011 damit beauftragt, den havarierten Wellengenerator zu entfernen. Die Firma wird im Juli 2012 aus nicht genannten Gründen durch einen neuen Auftragnehmer ersetzt, der das Objekt nun innerhalb weniger Monate abbauen soll.

    Im gleichen Monat wird bekannt, daß die Australian Renewable Energy Agency eine kommerzielle 1 MW greenWAVE Demonstrationsanlage in Südaustralien mit 4,4 Mio. $ aus dem Emerging Renewables Program finanzieren wird. Die Gesamtkosten des 1 MW Commercial Wave Energy Demonstrator werden auf rund 7,25 Mio. $ geschätzt (andere Quellen: 8 Mio. $), die durch eine weitere Finanzierungsrunde unter den Altinvestoren beschafft werden sollen. Die Firma behauptet, den Wirkungsgrad ihrer Anlage in der Zwischenzeit auf 50 % gesteigert zu haben.

    Die 20 x 20 m große und rund 17 m hohe Struktur aus rund 3.000 t Beton wird in 10 - 15 m Wassertiefe auf dem Meeresboden sitzen, ohne daß vorbereitende Arbeiten am Boden erforderlich sind. Sie verfügt über eine oszillierende Wassersäule, deren Turbine und andere bewegliche Teile sich über der Wasserlinie befinden. Installiert werden soll das Gerät rund 4 km vor der Küste nahe Port MacDonnell. Oceanlinx entwickelt parallel dazu auch eine aus Stahl gefertigte Tiefsee-Version des Geräts.

    Im März 2013 kündigt die zuständige Verwaltung Roads and Maritime Services an, Oceanlinx vor Gericht zu bringen, weil es die Firma noch immer nicht geschafft hat, den Generator entfernen zu lassen. Die Aktion wird fallengelassen, falls Oceanlinx zustimmt, mit der Verwaltung zusammenzuarbeiten. Im Juli kündigt Firmenchef Tibor Vertes an, daß man versuchen würde, den Generator nun bis Ende des Jahres zu entfernen, womit nun die Firma Blue Sky Services mit Sitz in Illawarra beauftragt wird.

    Oceanlinx bringt ihre weltweit erste 1 MW greenWAVE-Einheit in kommerziellem Maßstab im Oktober 2013 zu Wasser, womit eine 12-monatige Testphase beginnt. Um Einnahmen für das Projekt zu generieren, wird mit dem Erneuerbare-Energien-Stromhändler Diamond Energy ein Strombezugsvertrag abgeschlossen. Oceanlinx zieht zu diesem Zeitpunkt eine Skalierung der Anlage auf 10 MW in Betracht und möchte damit nach Nordamerika, Asien und Europa expandieren.

    Anfang März 2014 wird der 7 Mio. $ teure Prototyp während eines Schleppvorgangs von Port Adelaide zum Standort der endgültigen Installation bei Port Macdonnell allerdings beschädigt, als es Probleme mit den Airbags gibt, die das 3.000 Tonnen schwere Maschinenteil über Wasser halten – worauf es bei Carrickalinga, 1.500 m vor der Küste und in 16 m Wassertiefe, strandet.

    Der Plan sah eigentlich vor, daß die Einheit 3 km vor der Küste abgesenkt wird und den Strom über ein Unterwasserkabel überträgt, das sie mit dem Stromnetz verbindet. Nach der Inbetriebnahme sollte sie genügend Strom produzieren, um 1.000 Haushalte zu versorgen. Das Retten des beschädigten Wellengenerators soll etwa 3 Mio. $ kosten, bis dahin wird um ihn herum eine Sperrzone eingerichtet, nebst einem Blinklicht zur Warnung der Boote.

    Die Havarie führt jedoch zu Verzögerungen bei der Finanzierung, die von einer Einhaltung der Installationsfristen abhängig ist, und im April 2014 geht Oceanlinx bankrott und wird der Zwangsverwaltung unterstellt, da die Firma gegenüber ihren Gläubigern mit 7 Mio. $ und gegenüber ihren Investoren mit weiteren 3 Mio. $ in der Kreide steht. Der Zwangsverwalter entscheidet, den Prototyp aufzugeben und dort zu lassen, wo er festsitzt.

    Die Technologie, die Rechte, die Marke und das Warenzeichen hingegen werden im November an die Firma Wave Power Renewables Ltd. in Hongkong verkauft, welche die Technik seitdem weiterentwickelt und bis zum ersten Quartal 2018 eine verbesserte Version vorstellen will (s.d.).

    Im Dezember 2014 geht die Oceanlinx Ltd. endgültig in Liquidation, was die Investoren etwa 80 Mio. AU-$ kostet. Ganz zu Ende ist die Geschichte damit aber nicht, denn im Mai 2017 wird berichtet, daß ein Bundesgerichtsverfahren die Beseitigung des vor Carrickalinga gestrandeten Oceanlinx-Generators verzögert, der ursprünglich innerhalb eines Jahres von der Küste entfernt werden sollte.

    Dem Department of Planning, Transport and Infrastructure (DPTI) zufolge habe die Regierung Pläne von mehreren Schiffbauunternehmen für den Rückbau der Carrickalinga-Einheit erhalten, die jedoch bis zum Abschluß des Bundesgerichtsverfahrens auf Eis gelegt sind. Das Verfahren betrifft einen Gläubiger, der vorrangigen Zugang auf die Mittel beansprucht, die der Liquidator der Oceanlinx hält.


    Die BioPower Systems Pty Ltd. (BPS) in Sydney wird von Timothy Finnigan gegründet, dem ehemaligen Technischen Direktor der Energetech Australia Pty. Ltd. (s.o.). Im Februar 2006 bekommt er für seine Entwicklungen den 20.000 $ schweren IP Strategy Prize der University of Sydney – sowie im April 2006 den Preis der ATPi On-The-Spot business pitching competition.

    Das von Lend Lease Venture Capital, CVC und privaten Investoren finanzierte Unternehmen im Australian Technology Park in Eveleig entwickelt zwei Kraftwerke, die Wellen- und Strömungsenergie umsetzen können, wobei man sich gezielt nach bionischen Erkenntnissen richtet. Während das bioWAVE System Seegräsern ähnelt und die Oszillation der Bewegung nutzt, sieht das bioSTREAM Modell eher wie die Schwanzflosse eines Haies aus, die einen Wirkungsgrad über 90 % hat. Es sollen jeweils abgestufte Versionen für 500 kW, 1 MW und 2 MW entwickelt werden.

    BioWave Kraftwerk Grafik

    bioWAVE
    (Grafik)

    Die Labortests werden 2007 beendet, und 2008 arbeitet man zusammen mit der Firma Hydro Tasmania an Prototypen der beiden Modelle.

    Im Januar 2008 erhält BioPower 1 Mio. $ Startgeld aus dem Renewable Energy Equity Fund (CVC REEF Limited) der australischen Regierung, und im Februar folgt eine Zusage über 5 Mio. $ seitens der AusIndustry Renewable Energy Development Initiative (REDI). Damit kann das Unternehmen ein zweijähriges Projekt mit einem Umfang von 10,3 Mio. $ beginnen, um produktionsreife Prototypen der beiden Technologien zu bauen und zu testen. Außerdem sollen neue Designs sowie Produktionsmethoden entwickelt werden. Der Eigenanteil bei dem Projekt wird durch Lend Lease Ventures und CVC Sustainable Investments eingebracht.

    Die 20 m großen Prototypen sollen jeweils 250 kW erzeugen, als Standorte für die bioWAVE Anlage wird King Island ausgewählt, während die bioSTREAM Anlage (die mehr für Meeresströmungen ausgelegt ist) bei Flinders Island getestet werden soll.

    BioPower unterzeichnet im August 2009 ein Memorandum of Understanding mit der Siemens AG, um die Technologien gemeinsam zu evaluieren und weiterzuentwickeln. Außerdem wird Siemens die Elektro- und Steuerungstechnik liefern, die von CNC Design entsprechend angepaßt wird.

    Im Oktober 2009 gibt BioPower bekannt, daß man eine Kooperationsvereinbarung mit der Stadt San Francisco geschlossen habe, um gemeinsam mit der San Francisco Public Utilities Commission (SFPUC) die Nutzung von Wellenenergie des Pazifischen Ozeans zu untersuchen und eine Machbarkeitsstudie für ein bioWAVE Wellenkraftwerk 5 km vor der Stadt und mit einer Leistung zwischen 10 MW und 100 MW zu verfassen. Sollten die Ergebnisse vielversprechend sein, wird an eine Umsetzung bis 2012 gedacht.

    BioWave Design

    bioWAVE Design (Grafik)

    Im gleichen Monat erfolgt auch die Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding mit der spanischen Elecnor SA, um die bioWAVE Technologie in Spanien, Portugal und Südamerika zum Einsatz zu bringen. Hierfür soll 2011 eine Demonstrationsanlage in Spanien errichtet werden.

    Im März 2010 meldet BioPower, daß man mit Hilfe der Diamond Energy nun alle Genehmigungen und Rechte für ein kommerzielles Wellenkraftwerk in der Nähe von Port Fairy in Victoria zusammen habe. Die Arbeiten sollen bereits Ende des Jahres beginnen und nach der anfänglichen Installation eines 250 kW Systems mit dem Aufbau eines Array aus 1 MW Einheiten fortgesetzt werden. Vorläufige Schätzungen zeigen, daß der Standort genügend Platz für bis zu 100 MW installierter Leistung bieten könnte, was für bis zu 55.000 Haushalte in Victoria reichen würde.

    Ende 2011 sagt das Ministerium für Energie und Ressourcen des australischen Bundesstaats Victoria der Firma BioPower Systems für ein Pilotprojekt finanzielle Zuwendungen in Höhe von 5 Mio. $ zu. Die Mittel sind für die 14 Mio. $ teure Pilotdemonstration der Energieanlage bioWAVE gedacht, die 250 kW erzeugt und an einem netzgebundenen Standort an der Südküste Victorias, etwa 4 km von Port Fairy entfernt, realisiert werden soll.

    Aufgrund der hohen Kosten und Schwierigkeiten im Zusammenhang mit Entwicklungsarbeiten unter der Meeresoberfläche hatte das Unternehmen in den vergangenen fünf Jahren zahlreiche Tests an Land - in seinem Werk in Mascot bei Sydney, New South Wales - durchgeführt. Nun soll erstmals eine 400 t schwere Wellenenergie-Anlage in energiereichen, 30 m tiefen Meeresgewässern installiert werden, wozu der Firma allerdings noch weitere 3,6 Mio. $ fehlen. Im Juli 2012 wird allerdings bekannt, daß die Regierung die Anlage mit sogar 5,6 Mio. $ aus dem Emerging Renewables Program finanzieren wird.

    Das 21 Mio. $ Wellenenergie-Pilotprojekt in der Nähe von Port Fairy, Victoria, umfaßt die Planung, den Bau, die Installation und den Test einer vollwertigen, netzgekoppelten BioWAVE-Pilotanlage mit einem 250 kW O-Drive-Modul. Das Design und die Projektentwicklung werden 2014 abgeschlossen. Die Finanzierung setzt sich aus einen Zuschuß der Australian Renewable Energy Agency (ARENA) in Höhe von 11 Mio. $, einen Zuschuß der Regierung von Victoria in Höhe von 5 Mio. $, sowie 5 Mio. $ Eigenkapital der BioPower zusammen.

    Bei dem erwähnten O-Drive-Modul handelt es sich um ein standardisiertes Leistungswandlermodul für den Einsatz in Wellen-, Gezeiten- und Windenergieanlagen sowie in speziellen industriellen Anwendungen. Es ist in sich geschlossen und kann unterseeisch, oberflächennah oder an jedem exponierten Ort an Land eingesetzt werden. Zudem ist es vollautomatisch und mit einem Energiespeicher ausgestattet, um auch bei kurzfristigen Schwankungen der Antriebsquelle eine konstante Leistungsabgabe zu gewährleisten.

    bioSTREAM Labortest

    bioSTREAM
    Labortest

    Bis Juni 2015 wird die erste 26 m hohe bioWAVE-Einheit hergestellt, und im Dezember kann die Einheit von einem kranausgestatteten Schiff ins Wasser abgesenkt und die Installation des Onshore-Equipments nebst dem Unterwasserkabel beendet werden. Im November 2016 meldet die BioPower die Entwicklung eines neuen, automatisierten Ozeanwellen-Vorhersagesystems, das regionale Wellenprognosen in Kombination mit feinskaligen Wellenausbreitungsmodellen nutzt, um die Bedingungen an spezifischen Standorten vorherzusagen.

    Die Technologie ist für den Betrieb von Wellenenergieprojekten von entscheidender Bedeutung und könnte auch für die Aquakultur, die Fischerei, das Tauchen und den Öl- und Gasbetrieb nützlich sein.

    Im Februar 2017 wird ein neues Unterwasserkabel installiert. Das 1.100 m lange Panzerkabel überträgt Wechselstrom mit 3,3 kV, enthält mehrere Glasfaserleitungen für den Datentransfer und ersetzt einen früheren Kabelabschnitt, der im Vorjahr beschädigt wurde. Nun sind weitere Tests geplant, die bis zu 12 Monate lang dauern werden. Die im Rahmen des Projekts gewonnenen Daten und Erfahrungen sollen für die weitere Vermarktung der Konzepte bioWAVE und O-Drive genutzt werden.

    Bezüglich der bioSTREAM Variante lassen sich auf der Homepage des Unternehmens nur einige Fotos von Laborversuchen finden, eine größere Umsetzung scheint es bislang nicht zu geben, und falls doch, werde ich sie im Kapitelteil über der Nutzung von Strömungsenergie aufführen.


    Die 2006 gegründete Protean Wave Energy Ltd. mit Sitz in Subiaco entwickelt und vermarktet eine Wellenenergie-Technologie, die auf einer Punktabsorber-Boje basiert, welche an der Meeresoberfläche schwimmt und durch das Aus- und Einziehen ihres Verankerungskabels Strom gewinnt. Daneben ist die Firma auch an der Mineralexploration in Südkorea, der Entwicklung und dem Vertrieb von Vanadium-Redox-Flow-Batterien sowie an der Planung, Beschaffung, Installation und dem Betrieb von Solarstromanlagen in Westaustralien beteiligt.

    Die zum Patent angemeldete modulare Technologie der Energy Conversion Platform (ECP) wurde ursprünglich vom Leiter des Unternehmens, Sean Moore, entwickelt und patentiert. Ihr größter Vorteil gegenüber anderen Wellenenergietechnologien ist die Fähigkeit, Energie aus einer Vielzahl von gerichteten Meereskräften zu gewinnen. Demnach soll die ECP das einzige bekannte aktuelle Wellenenergiesystem sein, das zur Maximierung des Ertrags alle sechs verfügbaren gerichteten Wellenkräfte nutzt, d.h. Heben (aufwärts/abwärts), Stoßen (vorwärts/zurück), Schwingen (von einer Seite zur anderen), Gieren, Neigen und Rollen. Zudem läßt sich die Anlage in flachem wie auch in tiefem Wasser betreiben.

    Einem Bericht vom Juni 2011 zufolge sei die Protean-Technologie bereits erfolgreich mit einem Prototyp im Maßstab 1:3 getestet worden, wobei die Ergebnisse von der Murdoch University in Westaustralien überprüft wurden. Irgendwelche Zahlen oder Daten darüber werden allerdings nicht veröffentlicht. Das aktuelle Ziel ist die Entwicklung einer ECP mit einem Durchmesser von ca. 4,5 m, die zwischen 75 und 300 kW bereitstellen soll. Ein Börsengang im Juli soll hierfür 7,5 Mio. $ beschaffen.

    Leider gibt es auch danach keine Details über die weiteren Fortschritte, und erst im August 2014 ist zu erfahren, daß das australische Uran- und Vanadiumexplorationsunternehmen Stonehenge Metals Ltd. eine Vereinbarung zum Erwerb der ECP-Technologie von Protean unterzeichnet hat. Die Vereinbarung gewährt Stonehenge eine exklusive, globale 24-monatige Lizenz sowie eine Option auf den Erwerb von 100 % des Aktienkapitals der Protean Energy Australia Pty Ltd. (PEA), welche die Rechte und Lizenzen an der Technologie hält.

    Stonehenge beabsichtigt nun, das Gerät weiter zu entwickeln, um schnell ein vorkommerzielles Pilotmodell zu liefern; eine Reihe von Geräten mit skalierbarer Leistung bereitzustellen; das Protean-Array für kommerzielle Tests vorzubereiten; und die Testergebnisse durch unabhängige technische Experten überprüfen zu lassen. Anschließend will man das System zunächst kleinen und mittelgroßen Kunden anbieten.

    Im September plant Stonehenge Metals, durch die Ausgabe von neuen Aktien im Gesamtwert von rund 1,5 Mio. Au-$ die Mittel für die Entwicklung der ECP-Technologie sowie zur Exploration der bestehenden Vanadium-Projekte in Südkorea zu beschaffen. Gut ein Drittel des Betrags soll für die Erprobung und Entwicklung der Wellenkraftanlage bereitgestellt werden.

    Im Februar 2015 veröffentlicht die Protean Wave Energy erstmals einen YouTube-Clip, in dem sie ihre Technologie als weniger aufwendig, leichter zu errichten und zu warten beschreibt. Technische Details gibt es aber noch immer nicht zu erfahren. Die gezeigten Test sind mit einem 1,5 m breiten Modell im Meer vor Perth durchgeführt worden.

    In der Präsentation wird erklärt, daß eine Welle, die an der Boje vorbeizieht, bewirkt, daß sich diese kreisförmig bewegt. Während sich die Boje bewegt, bewegen sich auch die Gegengewichte, indem sie die Verankerungsseile kontinuierlich verlängern und verkürzen, wodurch die Riemenscheiben in Rotation versetzt werden und die Wellenenergie mittels Elektro-, Hydraulik- oder Wasserpumpen in eine nutzbare Form umwandeln. Dabei können sich die Riemenscheiben entsprechend der Wellenbewegung in jede Richtung drehen.

    Das Unternehmen schließt im März das Design eines 1,5 kW Demonstrationsgeräts ab, dessen Fertigung im zweiten Quartal 2015 erfolgt. Im Juni werden Pläne für die Installation einer Reihe von Protean-Wellenenergiegeräten vor der Küste Westaustraliens angekündigt. Hierfür wird zwischen Stonehenge Metals und der Yanchep Beach Joint Venture (YBJV) – die das nachhaltige Stadtzentrum von Yanchep im Bezirk Wanneroo entwickelt – eine entsprechende Absichtserklärung unterzeichnet.

    Der geplante Demonstrations-Wellenenergiepark soll den 56 km nördlich von Perth liegenden Küstenvorort  mit Strom versorgen. Es wird erwartet, daß das Projekt in Phasen entwickelt wird – beginnend mit einer ersten einzelnen 1,5 kW Demonstrationsboje, und endend mit einer Demonstrations-Wellenenergiefarm aus 30 Bojen mit einer Gesamtleistung von 45 kW, die in der Nähe von Two Rocks Marina Breakwater installiert werden soll.

    Von Juli bis August werden 100 m vor der Küste von Coogee Beach, südlich von Fremantle, und in einer Wassertiefe von ca. 2,5 m Ozeantests mit dem Wellenenergiewandler durchgeführt. Diese zeigen, daß die Protean-Boje wie erwartet funktioniert und auch bei sehr niedrigen Wellenhöhen positiv reagiert. Darüber hinaus gibt Stonehenge Metals bekannt, daß es aus einer nicht genannten Quelle 800.000 $ für die Herstellung der 30 Protean WEC-Bojen für den geplanten vorkommerziellen Wellenenergiepark bekommen habe.

    Im September erhält das Unternehmen die formelle Genehmigung der Southern Ports Authority (SPA) für den Einsatz von 30 Bojen in den von Bunbury Port kontrollierten Gewässern vor der Küste Westaustraliens. Im Rahmen des Versuchs sollen die 30 Bojen eng miteinander verbunden und mit Gewichten verankert werden, die mit Wasser gefüllt auf den Meeresboden gesetzt und ferngesteuert mit Druckluft schnell und einfach wieder geleert und heraufgezogen werden können.

    Im gleichen Monat kündigt Stonehenge Metals Pläne für die Installation einer kommerziellen Wellenfarm vor Hanimaadhoo Island auf den Malediven an. Hierfür erwirbt die Firma 99 % der Clean Energy Maldives Pvt (CEM), welche die Genehmigung und lokale Unterstützung für den Aufbau einer kommerziellen Wellenenergie-Stromerzeugung und Meerwasserentsalzungsanlage hat. Der Bau der Hanimaadhoo Wave Farm, die mit ihren erwarteten 2 MW Strom das Potential zur Entsalzung von 50.000 Liter Meerwasser pro Tag bietet, hängt allerdings vom erfolgreichen Einsatz der 30 Bojen vor der Küste Westaustraliens ab.

    Im Februar 2016 gibt die Protean Wave Energy eine Kapitalerhöhung um 2,5 Mio. AU-$ bekannt, mit denen die Tests der bald einsatzbereiten Demonstrationsfarm in Bunbury unterstützt werden sollen. Außerdem will die Firma eine Machbarkeitsstudie für eine geplante Installation auf den Malediven durchführen sowie Mittel in Tests vor der Küste Kaliforniens und in die die Weiterentwicklung eines Druckluft-Erzeugungs-, Speicherungs- und Übertragungssystems investieren.

    Im Laufe dieses Jahres ändert die Firma Stonehenge Metals ihren Namen in Protean Energy Ltd. und bezeichnet sich nun als ein vertikal integriertes Unternehmen für Vanadium-Ressourcen und Vanadium-Redox-Flow-Batterien mit Sitz in Australien, das in Südkorea operiert, dort strategische Partnerschaften unterhält und sich des weiteren auf die Wellenenergie konzentriert.

    Im März informiert Protean darüber, daß das U.S. Department of Energy 1,5 Mio. $ für das California Wave Energy Test Center (CalWavesm) an der California Polytechnic University, San Luis Obispo, freigegeben hat, zu dem Protean als Teammitglied gehört – neben Kaliforniens größtem Energieversorger Pacific Gas and Electric Co. und der Vandenberg Air Force Base als Käufer des wellenerzeugten Stroms und Standort der landgestützten Betriebsteile. Das Projekt wird voraussichtlich mit dem Einsatz der ersten Protean-Boje am Cal Poly Pier in San Luis Bay, Kalifornien, beginnen.

    Die erste Protean-Boje wird dann im Mai vor der westaustralischen Stadt Bunbury erfolgreich zu Wasser gelassen. Sie erzeugt Druckluft zum Antreiben eines Pneumatikmotors, der wiederum einen elektrischen Generator antreibt. Die erste Stufe des Projekts besteht aus drei Bojen, die spätestens Ende September 2016 in Betrieb gehen und für einen Testzeitraum von bis zu sechs Monaten getestet werden sollen.

    Im Dezember erhält die Protean Energy 710.000 AU-$ als Steuerrückerstattungs-Beihilfe zur Forschung und Entwicklung, um die Design-, Entwicklungs- und kommerziellen Aktivitäten für ihren Wellenenergiekonverter fortzusetzen. Die Erstattung ergibt sich aus den Ausgaben für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, die im letzten Steuerjahr von Protean durchgeführt wurden.

    Danach bleibt es seltsam ruhig um die Firma, und auch über den Einsatz vor Bunbury ist nichts mehr zu hören. Es gibt noch nicht einmal die Bestzätigung dafür, daß die drei Bojen installiert - oder die 30 Stück überhaupt hersgestellt wurden, wie angekündigt.

    Die jüngste und bislang letzte Meldung stammt vom August 2018. Demnach hat Protean Energy zugestimmt, ihre Wellenenergietechnologie an die ebenfalls australische Firma Pearl Clean Energy zu verkaufen. Diese erhält innerhalb von fünf Jahren 100 % der Wellenenergie-Ressourcen von Protean Energy, wofür mindestens 700.000 AU-$ fällig werden.

    Darüber hinaus wird Pearl in den ersten zehn Jahren nach Unterzeichnung der Vereinbarung eine Lizenzgebühr in Höhe von 1,5 % auf alle künftigen Einnahmen aus den Wellenenergie-Anlagen an die Protean entrichten, die sich selbst auf die Entwicklung eines Vanadium-Projekts in Korea und auf die Kommerzialisierung der Vanadium-Redox-Flow-Batterietechnologie konzentrieren will.


    Das in New Jersey, USA, beheimatete Wellenenergie-Startup Ocean Power Technologies Inc. (OPT) (s.u.) unterzeichnet im September 2008 eine Vereinbarung mit dem australischen Energieversorger Griffin Energy, um von der Küste Westaustraliens eine 10 - 100 MW Anlage zu installieren und zu betreiben. Eine ähnliche Vereinbarung wird im Dezember 2008 mit dem australischen Unternehmen Leighton Contractors aus Chatswood getroffen, bei der es um Wellenkraftwerke an den Küsten Australiens und Neuseelands geht. Hierbei tritt als Vertragspartner bereits die Ocean Power Technologies (Australasia) Pty Ltd. (OPTA) auf, als Tochter der OPT.

    Im November 2009 bekommt das Unternehmen einen staatlichen Zuschuß des Department of Resources, Energy and Tourism bzw. der ARENA in Höhe von ca. 66,5 AU-$ zugesagt, um ab September 2010 eine 19 MW Anlage zu bauen, die 10.000 Haushalte versorgen kann. Dieses Projekt wird von der Firma Victorian Wave Partners Pty Ltd. (VWP) geleitet, die von OPT und Leighton gegründet wird, kommt dann aber längere Zeit nicht weiter voran.

    Im Juli 2012 tun sich die beiden US-Unternehmen Ocean Power Technologies (OPT) und Lockheed Martin zusammen, um das weltweit größte netzverbundene Wellenenergie-Projekt zu verwirklichen – vermutlich sehr zum Ärger der lokalen Unternehmen. Lockheed ersetzt dabei die australische Beteiligungsgesellschaft Leighton Holdings als Hauptauftragnehmer des 233 Mio. $ Projekts.

    Die langfristige Vereinbarung zwischen den beiden neuen Partnern sieht vor, daß Lockheed Martin OPT bei der Konstruktion und Produktion der PowerBuoys unterstützt, ebenso wie in den Bereichen Marketing, Versorgung und allgemeines Programm-Management. Das Projekt umfaßt die Installation von 28 PowerBuoys (andere Quellen: 45 Stück) und fünf Unterwasser-Umspann-Stationen, um den Energiebedarf von rund 10.000 Haushalten zu decken. Langfristig ist die Anlage darauf angelegt, auf bis zu 100 MW hochskaliert zu werden.

    Beginnen will man mit der Errichtung im Jahr 2013, und der erste Strom soll 2014 ins Netz geliefert werden – wobei die Installation aller PowerBuoy Einheiten allerdings nicht vor 2017 abgeschlossen werden wird. In der ersten Phase des Projekts sollen drei Stück der 150 kW PowerBuoys installiert werden, gefolgt von der zweiten und dritten Phase mit 7 bzw. 18 PowerBuoys der nächsten Generation mit jeweils 500 kW Leistung. Wie man damit rechnerisch auf 19 MW kommen will, ist jedoch nicht ganz nachzuvollziehen. Mehr zu der PowerBuoy-Technologie von OPT in der Länderübersicht USA.

    Was das VWP-Projekt in Australien anbelangt, so wird der Vertrag mit Lockheed Martin im Februar 2014 unterzeichnet, um nun endlich mit der Entwicklung des „weltweit größten Wellenenergieprojekts“ zu beginnen – in Form einer 2,5 MW Demonstrationsanlage. Tatsächlich wird das gesamte Projekt jedoch schon im Juli als ‚kommerziell unrentabel‘ storniert und alle Arbeiten daran einstellt.


    Die Firma Wave Rider Energy Pty Ltd. aus Adelaide erscheint zum ersten mal im Mai 2009 in der Presse, als die südaustralische Regierung bekannt gibt, daß sie eine 5 Mio. $ teure Wellenenergie-Pilotanlage in der Nähe von Elliston auf der Halbinsel Eyre genehmigt habe. Der Energiekonverter des Unternehmens soll 800 m vor der Küste in einer Tiefe von 30 m aufgestellt werden. Leider läßt sich nichts über den Hintergrund der vermutlich Ende 2007 von Christian Gerlach gegründeten Firma finden.

    Im Februar 2010 folgt die Meldung, daß man hofft, innerhalb weniger Monate auch die Genehmigung des Bundes für die Pilotanlage zu erhalten, die darauf abzielt, die Wirtschaftlichkeit der Wave Rider Wellenenergietechnologie zu belegen. Ein Prototyp, über den die Firma nichts veröffentlicht, soll so erfolgreich gewesen sein, daß nun eine Anlage mit 75 % der endgültigen Größe gebaut werden soll, was eine sehr seltsame Entscheidung ist.

    Es ist geplant, mit den Arbeiten an der 250 Tonnen schweren schwimmenden Plattform aus Kohlenstoffstahl noch in diesem Jahr zu beginnen. Die Plattform ist am Meeresboden verankert und wird von sieben Pontons getragen, wobei der gesamte Mechanismus immer an der Oberfläche der Wellen gehalten wird. Hydraulik- oder andere Flüssigkeiten, die bei einigen anderen Umsetzungen Probleme verursacht haben, gibt es keine. Ans Netz angeschlossen wird die vollmechanische Anlage in der Forschungsphase noch nicht.

    Wave Rider im Bau

    Wave Rider im Bau

    Die Entwicklung scheint sich danach aber sehr verzögert zu haben, denn erst Ende November 2011 gibt es neue Informationen, denen zufolge die Wave Rider Pilotanlage nun im Port Adelaide River erfolgreich in Betrieb genommen wurde – und dies sogar persönlich durch den Minister für Produktion, Innovation, Handel, Ressourcen und Energie Tom Koutsantonis. Als nächstes ist geplant, die Stahlkonstruktion im März 2012 mit Hilfe von Schleppern auf eine zweitägige Reise zu ihrem Liegeplatz vor Elliston bringen und dort für die Dauer von 12 Monaten in Betrieb zu nehmen.

    Nun gibt es auch endlich einige Details, so zum Beispiel, daß der Prototyp in China konzipiert worden sei, aber nun erstmals international getestet werden soll. Die jetzt auf ein Gewicht von 290 Tonnen bezifferte Konstruktion wird von sieben Auftriebspontons getragen, die ein Drittel ihrer 4 m Höhe über Wasser halten. Die Wellen lassen dann zwei Reihen mit insgesamt 144 unter der Oberfläche liegenden Bojen auf und ab steigen, welche über ein Kettensystem eine Achse in Rotation versetzen und 14 Generatoren antreiben. Etwa 500 Sensoren und einige an der Struktur befestigte Videokameras werden die Energiedaten drahtlos zum Kontrollzentrum in Adelaide zurücksenden.

    Das 111 m lange und 13 m breite offene Stahlkäfigsystem wurde von RPG Australia in Kilburn in 12 Abschnitten hergestellt und anschließend zum TechPort Werk transportiert, wo sie miteinander verbunden wurden. Um sicherzustellen, daß das System auch einem 100-Jahres-Sturm standhält, sind die Ergebnisse einer umfangreichen Modellierungsforschung in das Design der Pilotanlage eingeflossen, die von drei großen Ankern an Ort und Stelle gehalten wird.

    Die Pontons haben Bögen, um Robben davon abzuhalten, an Bord zu steigen und ihr Gewichtsverhältnis zu beeinflussen. Zudem gibt es Pläne zur Überwachung von Material, das sich in der Struktur verfangen könnte. Als Warnsystem für Boote besitzt die Struktur solare Sicherheitsleuchten.

    Im Juli 2013 gibt die Firma die nächste Phase ihres Wellenenergie-Projekts bekannt, in der eine neue vorkommerzielle Wave Rider-Plattform gebaut werden soll. Ohne irgendwelche Belege zu veröffentlichen, behauptet daß Unternehmen, daß man mit der Leistung des bisherigen Modells, die bei rund 500 kW lag, sehr zufrieden war. Das System sei auch unter hohen Wellenbedingungen stabil geblieben.

    Die Pilotanlage habe zudem genügend Daten zur Verfügung gestellt, so daß sich weitere Tests erübrigen würden. Ein weiteres Argument ist, daß der Aufbau einer vorkommerziellen Plattform erhebliche Investitionen erfordert, weshalb man sich entschieden habe, lieber in diese zu investieren, als mit dem aktuellen Pilotprojekt fortzufahren.

    Im September 2014 gibt das Unternehmen einige Details über die neue Anlage preis, die 150 m lang, 13 m breit und 6 m hoch sein wird. Sie ist für Wassertiefen von 30 – 40 m ausgelegt und soll bei einer konservativ geschätzten Effizienz von 40 % eine durchschnittliche Leistung von 1 MW erreichen.

    Die nächste Meldung stammt vom Mai 2015 und besagt, daß man mit der Entwicklung des neuesten Wave Riders, der nun eine Leistung von 2 MW haben wird, große Fortschritte gemacht habe. Außerdem habe die Firma mit der Entwicklung kleinskaliger Wellenenergieeinheiten begonnen, die mobil sind und Energie in kleineren Mengen für den Hausgebrauch oder für kleinere kommerzielle Anwendungen an abgelegenen Orten bereitstellen können. Damit scheint das Ganze aber eine Ende gefunden zu haben, denn danach ist nicht mehr darüber zu hören.

    Hinweis: Es gibt eine gleichnamige Anlage zur Nutzung der Wellenenergie der kalifornischen Firma SeaVolt Technologies Inc., die mit dem vorgenannten System allerdings nichts zu tun hat (s.u. USA).


    Im Oktober 2009 tritt erstmals die Firma Advanced Wave Power Pty Ltd. (AWP) aus Toowong, Queensland, auf den Plan. Auch die von dem Unternehmensgründer Ivan Voropaev erfundene Nautilus Anlage funktioniert nach dem OWC-Prinzip.

    Nautilus Prototyp

    Nautilus Prototyp

    Voropaev begann seine Karriere im russischen militärischen Raumfahrtprogramm. Das schwimmende Gerät ermöglicht den unter dem Rumpf passierenden Wellen, die Luft von einer Kammer in die nächste zu schieben und zu komprimieren. Die Bewegung der Luft treibt wiederum eine Turbine zur Stromerzeugung. Der Bau des nur 200,000 $ teuren Prototyps wird zu 80 % durch die Regierung von Queensland finanziert.

    AWP testet die 30 m lange und jeweils 1,5 m breite und ebenso hohe Anlage ab Juni 2009 für sechs Monate in der Morton Bay, gut 5 km östlich von Nudgee Beach. Sie leistet allerdings nur bescheidene 300 W.

    Das Unternehmen sagt, daß seine Technologie im Vergleich zu ähnlichen Systemen der pneumatischen Umwandlung von Wellenenergie die höchste Effizienz besitzt. Die Versuche zeigen einen Wirkungsgrad von Welle zu Strom von 16 % bei niedrigen Wellenbedingungen, und 32 % bei windigem Wetter.

    Man sucht nun Partner zur weiteren Entwicklung und Vermarktung der Technologie. Eine kommerzielle Version aus Beton in den Maßen 50 x 200 m soll je nach Wellenstärke 430 - 680 kW liefern können. Einem Bericht vom September 2014 zufolge nennt Voropaev seine Anlage inzwischen Wave Mill. Aktuellere Informationen gibt es bislang nicht.


    Die im Jahr 2003 gegründete Firma Perpetuwave Power Pty Ltd. aus Clontarf, Queensland, erhält Ende 2009 das Weltpatent für einen fortschrittlichen Wellenenergiewandler (WO-Nr. 2009137884, Priorität: AU-Nr. 2008902409 von 2008). Patentinhaber und Firmenleiter ist Glen Dullaway.

    Das System basiert auf einer Anordnung von unabhängig betriebenen, länglichen Schwimmern, welche die Wellenenergie über zwei oder mehr Gelenkarme aufnehmen. Die mechanische Energie in den Armen wird über einen einfachen Direktantrieb auf einen konventionellen Drehstromgenerator in Elektrizität umgewandelt.

    In die Presse kommt Perpetuwave erst im Juni 2014, als die Firma bekannt gibt, daß ihre kürzlich gegründete Tochtergesellschaft Perpetuwave Power UK Ltd. einen Zuschuß in Höhe von 113.000 $ aus dem Konvergenzprogramm des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung erhalten habe, um die Entwicklung der Wave Harvester-Technologie des Unternehmens zu unterstützen, die von Perpetuwave als die effizienteste der Welt gehalten wird, da der Wirkungsgrad bis zu 40 % betragen soll.

    Wave Harvester-Versuch

    Wave Harvester-Versuch

    Das Unternehmen wird nun ein Büro in Cornwall eröffnen und eng mit der University of Exeter zusammenarbeiten. Im Rahmen der Förderung wird die Tochtergesellschaft eine Reihe von Tests an einem Prototyp durchführen, um authentische Leistungsdaten zu erhalten. Diese sollen dann verwendet werden, um die Stromerzeugung und den Umsatz kommerzieller Projekte zuverlässig vorherzusagen – und um zu einer groß angelegten Pilotanlage zu gelangen. Irgendwelche Daten werden aber nicht mitgeteilt.

    Im Mai 2015 präsentiert Perpetuwave ein Punktabsorber-Wellenenergiegerät namens Xtracta, das auf einer sogenannten Hybrid Float-Technologie basiert, die durch mathematische Modellierung entwickelt wurde. Auch diese Vorrichtung besitzt eine Anordnung von Schwimmern, welche die Oberflächenwellen über ein Direktantriebssystem nutzen, und scheint sich auch sonst nicht sehr von dem Vorgänger zu unterscheiden. Dies ist das letzte mal, daß man etwas über Perpetuwave hört.


    Im Oktober 2010 wird das Konzept einer futuristischen, nachhaltigen und selbsterhaltenden Stadt in der Mitte des Ozeans veröffentlicht, das die australischen Architekten David John McMorrow und Mario Celik als Beitrag zur Wohnraumbeschaffung für einen Bruchteil der Milliarden des Jahres 2050 geplant haben.

    Der Wohnturm namens Sustainable Ozean Living (SOL) ist als komplexe, organische Megastruktur in der Mitte von einem Yachthafen-Komplex gedacht, die für die beherbergten Menschen Nahrungsmittel und Energie erzeugt, letztere durch Windenergie sowie Wellenenergie-Bojen, weshalb der Entwurf hier aufgeführt wird.

    Die ästhetisch gestaltete Konstruktion verfügt über vertikale Gärten für die Landwirtschaft, eine Lebensmittelerzeugung durch Ozean-Fischfarmen und eine Marina mit Luxus-Hotels, Restaurants und andere Einrichtungen. Der SOL Turm wurde für einen Standort 10 km vor der Küste von Perth entwickelt, kann aber auch irgendwo anders existieren – wenn er denn jemals realisiert wird.


    Im Januar 2012 wird von den Brüdern Glen und Shawn Ryan, zwei Ingenieuren aus Westaustralien, die Firma Bombora Wave Power Pty Ltd gegründet. Die Technologie, mit der sich das Unternehmen beschäftigt, wurde von den beiden Gründern im Laufe von fünf Jahren innerhalb ihrer Ingenieur-Beratungsfirma Rytech Australia Pty Ltd. entwickelt. 2009 hatten sie beispielsweise kleinen Prototypen gebaut und getestet, wobei sie einen Traktor nutzten, um in einem Schwimmbecken Wellen zu erzeugen. 2012 wird das erste Patent erteilt.

    Die Technologie wird nun an die neue Bombora übertragen, um des Wave Energy Converter Device (WECD) weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren. Bombora (Bommie) ist übrigens ein einheimischer australischer Ausdruck für eine Reihe großer Wellen, die sich in einiger Entfernung von der Küste über untergetauchten Felsen, einem Riff oder einer Sandbank brechen.

    Bombora Konzept Grafik

    Bombora Konzept (Grafik)

    Das neuartige Wellenkraftwerk ist speziell dafür konzipiert, um in der Nähe der Küste Wellen mit einer Höhe von nur 1,4 m zu nutzen, wofür es flexible, mit Luft gefüllte Membranzellen verwendet.

    Wenn Wellen über das System laufen, funktioniert es ähnlich wie eine Reihe von Fußpumpen, die Luft in ein gemeinsames Verteiler-System pressen, um dann ein Turbine mit Generator zu betreiben. Dabei werden einzelne Membranzellen durch den hohen Druck in Bereichen unter dem Wellenberg komprimiert, während sie sich in den Bereichen niederen Drucks unterhalb des Wellentals ausdehnen. Diese hohen und niedrigen Drücke stellen eine Druckdifferenz dar, die dazu führt, daß Luft durch den geschlossenen Kreislauf strömt.

    Rückschlagventile zwischen den Membranzellen und den Verteilern bewirken, daß die Luft immer nur in eine Richtung strömt und von einer pulsierenden Welle zu einer glatten und gleichmäßigen Strömung reguliert wird, was ein effizientes Turbinenkonzept ermöglicht. Aufgrund der niedrigen Materialkosten, der Robustheit der Schlüsselkomponenten und dem relativ wartungsarmen Design werden geringe Stromerzeugungskosten erwartet.

    Die Wahl von Luft als Arbeitsmedium beruht dem Unternehmen zufolge darauf, daß im Falle von Flüssigkeiten, wie sie häufig bei anderen Systemen genutzt werden, erhebliche Reibungsverluste auftreten, und das die träge Phasenverschiebung (hervorrufen vom Beschleunigen und Abbremsen der Flüssigkeit) das System langsam und nicht anpassungsfähig genug macht, den Energiefluß der vorbeiziehenden Welle über eine breite Palette von Betriebsbedingungen effektiv zu erfassen.

    Die Planungen sehen ein etwa 80 m breites und V-förmiges System vor, das parallel zu den Wellen ausgerichtet 4 – 15 m unterhalb der Wasseroberfläche auf dem Meeresboden sitzt. In dieser Größe soll das Wellenkraftwerk 1,5 MW leisten können. Das Unternehmen hat bereits einen Großversuch in einem Wellen-Simulator gemacht, jedoch noch keinen auf offener See. Details über die Ergebnisse sind bisher nicht veröffentlicht worden.

    Bombora Laborversuch

    Bombora Laborversuch

    Im März 2013 kommt Bombora ins Scheinwerferlicht, als die Firma zu einem der fünf Gewinner der ersten ecomagination ANZ-Challenge des Energiekonzerns GE in Australien und Neuseeland gekürt wird – was mit einem Preisgeld von 100.000 AU-$ verbunden ist. GE soll sogar überlegen, mit 10 Mio. $ in das australische Unternehmen einzusteigen.

    Für Bombora könnte der Preis zu keinem besseren Zeitpunkt kommen, denn bislang hatten die Gründer die Finanzierung des Projekts aus eigener Tasche übernommen und nun beschlossen, die Entwicklung zu beschleunigen – was nun eine erste Runde der externen Kapitalbeschaffung notwendig macht.

    Benötigt werden erst einmal rund 4 Mio. AU-$ für eine zweijährige Design- und Engineering-Phase. Anschließend will Bombora innerhalb eines dreijährigen Programms den ersten kommerziellen Demonstrator bauen, installieren und testen. Um potentielle Standorte für eine Pilotanlage zu finden, wird eine Kooperation mit dem Centre for Offshore Foundations der University of Western Australia eingegangen.

    Im September 2014 wird gemeldet, daß die Wellentanktests des ersten Prototyps im Maßstab 1:15 am Australian Maritime College in Tasmanien zwischenzeitlich abgeschlossen wurden. Zudem konnte die Seedfinanzierung für einen kleinen Feldversuch gesichert werden, der noch im Laufe des Jahres an der Anlegestelle von Como am Swan River in Perth geschehen soll, und für den Bombora bereits eine Genehmigung hat.

    Mittelfristig ist geplant, bis 2018 eine kommerzielle 1,5 MW Pilotanlage in Form einer einzigen Einheit an einem Standort in Australien zu errichten. Daneben prüft das Unternehmen auch Standorte vor Schottland, Irland und Mauritius.

    Genau ein Jahr später, im September 2015, kommt Bombora mit dem Einsatz eines mittelgroßen Prototyps im Maßstab 1:7 bei Como Jetty, Melville Waters, einem Abschnitt des Swan River in Perth, der kommerziellen Umsetzung einen großen Schritt näher. Der ein jährige Feldversuch in einer realen Umgebung ermöglicht es, eine Reihe von Systemkonfigurationen zu testen, um die wichtigsten Entwurfs- und Kontrollsysteme zu optimieren, bevor mit Versuchen in voller Größe begonnen wird.

    Zu diesem Zeitpunkt ist zwar nur ein Arm des inzwischen mWave converter genannten Geräts installiert, aber sobald die weitere Finanzierung gesichert ist, kann der zweite Arm hinzugefügt werden. Im Laufe des Jahres erhält die Firma einen Zuschuß der ARENA, um eine Machbarkeitsstudie durchzuführen, sowie einen weiteren Zuschuß für die beschleunigte Vermarktung des Konverters. Der groß angelegte Prototypeneinsatz soll im Folgejahr starten.

    Ebenfalls 2015 beginnt Bombora die Installation eines 60 MW Wellenparks in Peniche, Portugal, vorzubereiten, die 2017 erfolgen soll. Hierbei arbeitet die Firma mit dem portugiesischen Unternehmen WavEC zusammen. Die Machbarkeitsstudie für das Projekt wird 2016 abgeschlossen. Außerdem eröffnet Bombora ein Büro in Lissabon, um die europäischen Aktivitäten zu beschleunigen.

    mWave Design Grafik

    mWave Design (Grafik)

    Im Jahr 2017 kommt die Planung eines kommerziellen 1,5 MW Projekts in Albany hinzu. Bei dem Albany Wave Energy Project (AWEP), das bis 2020 in Betrieb gehen soll, handelt es sich um eine Initiative der Regierung von Westaustralien zur Nutzung der Wellenenergie. Des weiteren unterstützt der im November neu hinzugekommene strategische Investor Enzen Global Solutions aus Indien den Bau der ersten kommerziellen mWave mit einer Investition von mehreren Millionen Dollar, und im südwestlichen Wales am Pembroke Dock wird der europäische Hauptsitz errichtet.

    Im April 2018 beauftragt die europäische Tochtergesellschaft der Bombora den Luftkissenfahrzeughersteller Griffon Hoverwork mit der mit der Planung, Herstellung, Lieferung, Installation und Validierung des flexiblen Membransystems für den Wellenenergiekonverter. Zum Leistungsumfang gehören auch die Fixierung, Prüfung und Überwachung der großflächigen, robusten Membran, die für den längeren zyklischen Einsatz in Meerwasser geeignet ist.

    Der jüngsten Meldung beim aktuellen Update zufolge gelingt es Bombora im September 2018, von der walisischen Regierung über 10,3 Mio. £ an EU-Mitteln für den Bau und die Vermarktung der mWave-Technologie zu erhalten. Zu dieser Zeit werden neben den o.g. Projekten in Peniche und Albany noch zwei weitere verfolgt.

    Zum einen ist für Billia Croo auf den Orkney Islands, ein Standort, der vom European Marine Energy Centre (EMEC) betrieben wird, und mit Hilfe eines FORESEA-Zuschusses (Funding Ocean Renewable Energy through Strategic European Action), ein kommerzielles Einsatzgebiet für eine Reihe von mWave-Konvertern in der Entwicklung; zum anderen soll am Pembroke Dock der 1,5 MW Prototyp entwickelt, hergestellt und getestet werden.


    Etwas verworren ist die Geschichte der australischen Firma Marine Power Technologies Pty Ltd. (MPT), die im Mai 2012 einen 3-Jahres-Vertrag an die Wood Group Kenny vergibt, um das Energy Island genannte Konzept der MPT zu entwickeln. Der Partner gilt als der weltgrößte Spezialist für Unterwasser-, Pipeline- und Engineering-Arbeiten, und ist Teil des international tätigen britischen Energiedienstleisters Wood Group (WG), der sich primär mit der Erschließung und Ausbeutung von Erdöl- und Gasvorkommen befaßt und seine Expertise nun auf dem aufstrebenden globalen Markt für Erneuerbare Energien diversifizieren will.

    Bei dem Konzept handelt es sich um eine dreieckige Insel, die mit sechs OWC-Systemen und einer Offshore-Windturbine bestückt in der Lage ist, bis zu 10 MW Leistung zu erzeugen. Um eine Energiefarm zu schaffen, sollen sechs oder mehr Energieinseln miteinander verbunden werden.

    Der Leistungsumfang der Wood Group Kenny beinhaltet eine Datenerhebung, die ein breites Spektrum an umwelt- und technischen Fragen abdeckt, sowie konzeptionelle Studien zur Definition des Layouts und der Konfiguration der gesamten Anordnung. Anschließend sollen die Möglichkeiten für die Installation von Energiefarmen entlang der südlichen Küste Australiens ermittelt werden. Zudem soll das Konzept mit der Option weiter optimiert werden, die erzeugte elektrische Energie direkt auf der Insel zu nutzen, um Meerwasser zu entsalzen und an die Küste zu leiten.

    Die MPT geht im April 2014 in Liquidation, ohne daß es irgendwelche weiteren Informationen über den Fortgang des Projekts gibt. Dabei ist anzumerken, daß die Idee der Energie-Inseln an sich schon sehr alt ist, wie man unter Maritime Solarinseln und Habitate lesen kann (s.d.). Um das Jahr 2000 herum gab es sogar eine Firma Energy Island Ltd. mit Hauptsitz in London, die das Konzept eine Zeitlang weiterentwickelt hat.

    Als Nachfolgerin der MPT tritt die in Melbourne beheimatete Firma Global Renewable Solutions Pty Ltd. (GRS) auf, die dasselbe System, das bestehende Offshore-Wind- und Wellen-Technologien in einer einzigen modularen Struktur vereint, nun unter dem Namen Power Platform vermarkten will. Strukturell ähnelt das System den bekannten Öl- und Gasplattformen, die zum Einsatzort hinausgeschleppt und dort in Wassertiefen von 25 – 30 m verankert werden. Die sechs OWCs sind für eine Leistung von je 1 MW, die Windturbine für 3 MW ausgelegt.

    Die neue Firma konzentriert ihre Aktivitäten allerdings nicht mehr auf Australien, sondern gründet im Juli 2014 eine irische Tochtergesellschaft namens GRSI Energy Ltd. und plant, das erste Gerät im Maßstab 1: 4 vor der Westküste Irlands zu installieren und intensiv zu testen. Die irischen Regierung soll den Standort im Gebiet der Galway Bay bereits bestätigt haben, und bis Ende 2015 ist geplant, das benötigte Umspannwerk fertig zu stellen. Der Einsatz der Anlage soll dann im Jahr 2017 folgen. Darüber hinaus werden Projektstandorte in Südaustralien und Indonesien ins Auge gefaßt.

    Da die GRS bislang nur private Investitionen erhalten hat und nur mit minimalem Personaleinsatz arbeiten kann, sieht sich die Firma eher als Integrator denn als Entwickler, weshalb die meisten Aufgaben im Bereich Engineering, numerische Modellierung und Tests an andere Unternehmen vergeben werden sollen. Dies scheint dann aber auch das Ende der Geschichte zu sein, denn über irgendwelche weiteren Schritte ist nichts mehr zu erfahren.

    (Die GRS sollte nicht mit der britischen Global Renewable Solutions Ltd. bzw. der US-amerikanischen Global Renewable Solutions verwechselt werden, die beide nichts mit der Wellenenergie zu tun haben).

    Wave Swell Grafik

    Wave Swell (Grafik)

    Im Mai 2017 wird in den Fachblogs erstmals über ein neues Gerät zur Nutzung von Meereswellen bertichtet, das von dem im Vorjahr gegründeten australischen Unternehmen Wave Swell Energy Ltd. (WSE) in Zusammenarbeit mit dem Australian Maritime College (AMC) in Tasmanien entwickelt wird, einem Teil der University of Tasmania.

    Der Erfinder der Technologie, Tom Denniss, schlug Ende 1990 erstmals eine frühere Version davon vor. Nun leitete er das laufende F&E-Programm und den anschließenden Bau des ersten großtechnischen, ozeanbasierten Prototyps, der auf einer Erweiterung der oszillierenden Wassersäule (OWC) basiert, aufgrund einiger Neuerungen jedoch leistungsstärker, einfacher im Design und daher robuster und auch kostengünstiger als andere OWC-Technologien sein soll.

    Das System hat die Form einer Beton-Säule, die im Meer sitzt und Wellen in und aus einer zentralen Kammer lenkt, was dazu führt, daß Luft durch einen Einlaß über der Wasseroberfläche gezogen wird, um eine Turbine anzutreiben. Die Struktur selbst mißt 20 x 20 m und ist 18 m hoch, wobei 8 m über die Wasserlinie hinausragen, ohne daß es unterhalb davon bewegliche Teile gibt.

    Der entscheidende Unterschied gegenüber den üblichen OWC-Systemen mit bidirektionaler Luftströmung ist, daß die Luft bei der neuen Vorrichtung durch eine Ventilsteuerung nur in eine Richtung fließt, wodurch die Turbine selbst viel einfacher sein kann. Zudem nutzt das Gerät die Resonanz, indem es bei der Eigenfrequenz der Wellen betrieben wird. Dadurch soll es eine Effizienz von etwa 47 % erreichen.

    Bisher hat WSE die Designphase des Projekts abgeschlossen und einen kleinen Prototyp des Systems entwickelt. Bis Mitte 2018 soll vor der Küste von King Island eine vollwertige 1 MWEinheit in Betrieb genommen und getestet werden, deren Kosten in Tasmanien auf 5 – 7 Mio. AU-$ geschätzt werden. WSE arbeitet dabei mit Hydro Tasmanien, dem King Island Council und der Gemeinde zusammen. Anfang 2017 versucht das Unternehmen für die Entwicklung und die Vorbereitung weiterer Projekte 1 Mio. AU-$ zu sammeln.

    Anscheinend verläuft dies nicht besonders erfolgreich, denn im September wird der internationale Finanzberater RFC Ambrian damit beauftragt, die benötigten Mittel durch eine Privatplazierung von bis zu 2.500.000 neuen Stammaktien zu beschaffen.

    Im November stellt die WSE Pläne vor, noch vor Ende 2018 eine 200 kW Wellenenergieanlage – die inzwischen UniWave genannt wird – in flachem Wasser von 5,75 m Tiefe auf der Ostseite von King Island zu installieren, als Vorläufer der o.e. vollwertigen 1 MW Version, die für die Westseite der King Island geplant ist. Im Dezember werden die Tests der Wellenenergietechnologie am AMC abgeschlossen, doch weiter scheint die Sache bislang nicht gediehen zu sein.


    Belgien


    SEEWEC Wellenkonverter Grafik

    FO³ Wellenkonverter Farm
    (Grafik)

    Das SEEWEC-Konsortium unter der Koordination der Universität Gent besteht aus 11 Partnern, die aus den fünf EU-Ländern Belgien (Universität Gent, Spiromatic NV), Holland (Standfast Yachts), Portugal (Instituto Superior Técnico), Schweden (ABB / Chalmers University of Technology) und England (Fred Olsen Ltd. / Natural Power Consultants Ltd.), sowie aus dem assoziierten Norwegen kommen (Brevik Engineering A.S. / Marintek SINTEF / University of Science and Technology).

    Der mit EU-Hilfe ab 2001 gemeinsam entwickelte FO³ genannte Konverter, eine robuste, schwimmende Plattform in Küstennähe, nutzt die Erfahrungen aller Partner.

    Nach Forschungen an den Universitäten in Oslo und Trondheim werden 2003 die Schlüsselpatente eingereicht, und Anfang 2004 wird im Sintef Ocean Basin Laboratory in Trondheim und bei Marintek ein 1:20 Modell von Fred Olsen getestet, das aus einem 21 Punkte-Absorber besteht, der unter einer semi-schwimmenden Plattform plaziert ist.

    Buldra Test

    Buldra Test

    Auf der norwegischen Brevik Werft wird ein 1:3 Modell hergestellt und ab Februar 2005 auf der Labor-Rig Buldra vor der Südküste Norwegens erprobt. Eine Einzelanlage wird in Løkstad getestet. Die Ergebnisse zeigen einen Wirkungsgrad bis zu 65 % (bei einem Durchschnitt von 40%).

    Im Herbst 2007 soll ein erster 1:1 Prototyp zu Wasser gelassen und an das Stromnetz angeschlossen werden, anschließend wird die SEEWEC die 2. Generation der Konverter entwickeln. Dabei will man sich auf eine großzahlige und kostengünstige Massenproduktion konzentrieren.

    Die Resultate während der Projektlaufzeit führen jedoch zu technischen Änderungen. Während das originale Punktabsorber-Konzept auf einer Plattform basiert, wird nun die Befestigung an einen einzigen Punkt auf dem Meeresgrund bevorzugt. Dies führt zur Entwicklung der B1 Version, die später wiederum zu einer B22 Anlage in kommerzieller Größe führt, die bei Risør zu Wasser gelassen wird.

    Nach einem Abschlußtreffen im März sowie einem Abschlußbericht im Mai 2009 gilt das Forschungsprojekt als beendet – und die beteiligeten Unternehmen 3B, Fred Olsen Ltd., Spiromatic NV sowie die Universität Gent gewinnen 2009 den JEC Innovation Award.

    Der FO³ Konverter soll ab Frühjahr 2010 an dem Wave Hub Projekt in Großbritannien teilnehmen (s.d.).


    China


    In China wird Wellenenergie-Forschung seit 1980 an mehr als zehn Universitäten durchgeführt. Das Guangzhou Institute of Energy Conversion beispielsweise entwickelt 1985 eine 60 W leistende wellenbetriebene Navigations-Licht-Boje, die auch praktisch erprobt wird.

    Seit 1990 gibt es eine kleine OWC Anlage mit 3 kW Leistung auf der Insel Dawanshan.


    Ein Team der Akademie der Wissenschaften entwickelt Anfang 2005 einen eigenen Wellenenergie-Konverter. Die 6 kW Experimentalanlage in der Nähe der Stadt Shanwei, Provinz Guangdong, wird 2006 installiert und hat seitdem bereits 20 Taifune unbeschadet überstanden. Auch dieses System arbeitet mit der Umsetzung von Bewegung in hydraulischen Druck.


    Der Industriedesigner GU Jiawei nimmt 2008 an dem Feel The Planet Earth Wettbewerb teil – mit einem Vorschlag namens CWTOWER, ein wellen- und solarbetriebenes Gerät mit rund 100 m langem Rüssel, das kaltes Tiefenwasser an die Meeresoberfläche hochpumpen soll, um die Entstehung von Hurrikans zu reduzieren.

    Einem Forschungsunternehmen namens Atmocean zufolge würde die Reduzierung der Oberflächen-Wassertemperatur um 1°F die Kraft des entstehenden Hurrikans um 5 % senken. Ein ähnliches Projekt wird uns noch in der Länderübersicht Großbritannien begegnen.


    Im April 2010 wird ein gigantisches 10 GW Wellenenergieprojekt vorgeschlagen, nachdem die israelische Firma SDE Energy die umgehende Inbetriebnahme einer 1 MW Anlage im Wert von 700.000 $ vor der Stadt Dong Ping in der Provinz Guangzhou angekündigt hat.

    Außerdem befindet sich das Unternehmen in der Endphase der Verhandlungen über weitere Projekte vor der Insel Nan San in der Nähe der Stadt Zhanjiang, wo die Wellen ständig eine Höhe von 2 – 3 m haben, sowie in der Provinz Hainan.

    Wavelight Grafik

    Wavelight (Grafik)


    Vermutlich aus China stammt das geniale Design des Wavelight von MicroDream, bei dem die mechanische Energie der Wellen eingefangen wird um eine Reihe von LED-Lampen zum Erleuchten zu bringen.

    Die Leuchten sind entworfen, um Aufmerksamkeit für Rettungsmaßnahmen zu wecken und/oder Schwimmer ebenso wie vorbeifahrende Schiffe zu warnen.

    Die kettenartig miteinander verbundenen Leuchten werden mit einem Gewicht auf dem Meeresgrund verankert und agieren als schwimmende Warnbänder, die sich energetisch selbst versorgen.


    Ein weiteres äußerst intelligentes Design, das vermutlich ebenfalls aus China stammt, wird im Oktober 2009 in den Blogs publiziert.

    Unter dem Namen Rewave entwickelt der Designer Yu-Hong Che ein Gerät für den privaten Konsum in Küstenregionen, wo frisches Wasser knapp ist, oder für den Einsatz als Lebensretter bei Schiffkatastrophen.

    Das autarke Gerät schwimmt auf dem Wasser und nutzt die Energie der Wellen, um hohen Druck zu entwickeln und das Meerwasser mittels Umkehrosmose zu entsalzen. Nach der Entsalzung, sammelt sich das frische Wasser im oberen Teil und kann über eine Leitung abgezapft werden.


    Im November 2012 unterzeichnet die Ocean University of China eine Absichtserklärung mit der israelischen Firma Eco Wave Power (EWP), um das erste Wind Clapper und Power Wing Wellenenergie-System des Unternehmens in kommerziellem Maßstab zu finanzieren und zu testen. Mehr dazu unter der Länderübersicht Israel.


    Im  September 2018 wird über eine Methode berichtet, die selbst mäßige Wellen zur Stromgewinnung nutzen kann und von Chunyang Li und seine Kollegen an der Xiamen University  entwickelt wurde. Die Wissenschaftler haben eine Struktur entwickelt, mit der sich schwache Wellen konzentrieren und aufschaukeln lassen. Bisher wurde dies durch sich verengende Röhren oder Kanäle versucht, wobei aber ein großer Teil der Energie durch Reflektionen an den Wänden und dabei entstehende Gegenwellen verloren geht.

    Wellenkonzentrator der Xiamen University

    Wellenkonzentrator
    der Xiamen University

    Die Idee für ihr neues System bekamen die Forscher durch ihre Arbeit mit Mikrowellen. Dabei hatten sie herausgefunden, daß sich die optischen Wellen konzentrieren lassen, wenn man sie durch ein System aus speichenförmig auseinanderlaufenden Metallblechen leitet. Die so gebildeten Kanäle fungieren dabei als Wellenleiter und Verstärker und führen zu einem Aufschaukeln der Mikrowellenamplitude im Zentralbereich dieses kreisförmigen Aufbaus.

    Um zu testen, ob dies auch mit Wasserwellen funktioniert, konstruiert das Team erste Prototypen in verkleinertem Maßstab. Eines dieser Systeme hat einen Umfang von 43 cm und besteht aus 50 Speichen aus dünnem Kunststoff. Modellrechnungen hatten ergeben, daß die beste Wellenverstärkung dann auftritt, wenn der Boden der so entstandene Kanäle in einem bestimmten Winkel ansteigt. Bei dem genannten Prototyp nahm die Wassertiefe dadurch von 10 auf 3 cm im Zentralbereich ab.

    Bei den Tests zeigt sich: Wenn man die Größe dieses Systems an die Frequenz der Wellen anpaßt, läßt sich die Wellenenergie fokussieren und verstärken, ohne daß merkliche Verluste durch Reflexionen entstehen. Dabei kann die Anlage die Wellenhöhe in ihrem Zentrum verdreifachen. Li und sein Team hoffen nun, schon bald eine größere, für den Ozean geeignete Pilotanlage konstruieren zu können.


    Dänemark


    Kim Nielsen von der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) in Lyngby bei Kopenhagen, wo man sich seit 1978 mit diesem Thema beschäftigt, testet über einen Zeitraum von sechs Monaten im Sommer und Herbst 1985 im offenen Wasser des dänischen Øresund einen im Jahr zuvor hergestellten 1 kW Wellenenergie-Wandler mit acht Pumpen, nachdem er zuvor Versuche in einem großen Wasserkanal des Danish Maritime Institute durchgeführt hatte. Das System wird in dieser Zeit sogar ans Netz angeschlossen und liefert rund 500 W.


    Nielsen-Anlage 1984

    Die von der dänischen National Agency of Technology geförderte Anlage besteht aus mehreren wannenförmigen Schwimmern, die mit einer am Meeresboden befestigten Struktur mit einer Anzahl von Kammern verbunden sind. Jeder Schwimmer besitzt zwei Edelstahlkabel, die jeweils einen Pumpenkolben betätigen. Bei jeder Welle wird der Schwimmer (und damit der Kolben) angehoben, wobei Wasser in die Kammern eindringt und eine Turbine antreibt. Sinkt der Schwimmer ins Wellental, fällt auch der Kolben wieder herab.

    Bei den Versuchen gibt es jedoch mehrere technische Probleme, so daß von den ursprünglich 8 Pumpen bald nur noch 6 funktionieren. Später werden weitere Glasfaser-Rohre der Pumpen zerstört, die Schwimmer reißen sich los, und die ganze Anlage zerlegt sich Stück für Stück. Für das Folgejahr wird eine neue Anlage geplant, deren Umsetzung sich dann aber sehr lange verzögert.

    Erst zwischen 1994 und 1996 wird im dänischen Teil der Nordsee außerhalb von Hanstholm ein zweiter Test im offenen Wasser durchgeführt. Die Forschung und Entwicklung des Offshore-Wellenenergie-Wandlers, der auf den Vorarbeiten von Nielsen basiert, übernimmt ab 1989 die hierfür neu gegründete Firma Danish Wave Power Aps. (DWP).

    Die Muttergesellschaften der DWP repräsentieren die für die Umsetzung erforderlichen Kompetenzen: Højgaard & Schultz A/S als Bauunternehmer, NKT A/S für die Stromkabel, Flygt Pumps für Turbinen und Pumpen, und die in Kopenhagen beheimatete Nielsen-Firma RAMBØLL als Beratende Ingenieure.

    Finanziert wird das Projekt Hanstholm Phase 2B von der dänischen Energieagentur und den Muttergesellschaften der DWP. Weitere Unterstützung kommt von der Otto Bruuns Stiftung, den Unternehmen Trelleborg und Scan Ventile, der Gemeinde Hanstholm u.v.a. Für die Installation stellt der Energieversorger Elsam das Schiff Elsam II samt Crew zur Verfügung.

    DWP-Test 1994

    DWP-Test 1994

    Die erste große Aufgabe für DWP ist der Bau eines 45 kW Wellenenergie-Konverters, der noch im Jahr 1989 in dem 30 m tiefem Wasser der Nordsee, rund 3 km nördlich des Hafens von Hanstholm, getestet werden soll.

    Nach nur einem Monat Betrieb muß das Gerät wieder an Land geholt werden: Ein Versagen der Ventile hatte die Dämpfung der Bewegung des Kolbens verhindert, die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Kolbens erhöhte sich, bis dieser aus dem oberen Anschlag herausbrach. Daraufhin wird beschlossen, die Folgearbeiten in kleinerem Maßstab mit einem weiteren 1 kW Wellenenergie-Konverter durchzuführen.

    Ein erster Test beginnt im Juli 1994 mit der erfolgreichen Installation im Seebett, doch schon im September reißt eine der Ankerleinen, und nachdem wenige Tage später ein Sturm mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 40 m/s und bis zu 6 m hohen Wellen über den Standort hinwegfegt, sinkt der Schwimmer und kann erst zwei Tage später an Land zurückgeholt werden. Die Leckage ist durch winzige kleine Löcher beim Verschweißen der vertikalen Seite und der Unterseite des Schwimmers verursacht worden.

    Während die Anlage verstärkt und auch eine Zinkanode angeschlossen wird, um die galvanische Korrosion zu reduzieren, driftet im Februar 1995 ein unbemannter Trawler direkt durch den Test-Standort und reißt die Datenübertragungs-Boje mit sich, die einen Monat später mit unbeschädigtem Funksender an der Küste von Hirtshals wiedergefunden wird.

    Im Mai folgt eine erneute Testrunde, in deren Verlauf diverse technische Komponenten ersetzt oder verbessert werden. Und im September überlebt die neue Anlage sogar Sturmwellen von 9,6 m Höhe.

    Nachdem das Gerät über einen Zeitraum von neun Monaten eine zuverlässige Leistung gezeigt und unter allen Bedingungen und Wellenstärken Strom erzeugt hat, wird im Januar 1996 damit begonnen, es wieder zu demontieren, und im April holt eine 800 t Offshore-Kran die Unterwasser-Komponente hervor, die nun ausgiebig untersucht werden soll, um die starken und oftmals destruktiven Einwirkungen die maritimen Umwelt auf die Anlagenkomponenten zu analysieren.

    Parallel zu den Tests ist DWP auch Koordinator des europäischen Joule Offshore-Wellenenergie-Projekts OWEC-1, mit 21 Teilnehmern aus Firmen und verschiedenen Universitäten in Griechenland, Portugal, Irland, Großbritannien, Schweden und Norwegen. Mehr dazu in der Länderübersicht Schweden.

    An dieser Stelle möchte ich Kim Nielsen von RAMBØLL dafür danken, der mich 2011 mit den entsprechenden Hintergrundinformationen versorgt hat.

    Wave Dragon Wellenkraftwerk

    Wave Dragon

    Der Däne Erik Friis-Madsen beobachtet 1986 im Südpazifik, wie die Wellen das Riff eines Atolls überspülen und dann durch Löcher wieder abfließen. Dies inspiriert ihn ein neuartiges Wellenenergie-Kraftwerk mit dem Namen Wave Dragon zu entwickeln, das im Grunde ein künstliches schwimmendes Atoll darstellt, welches einen mittigen Abfluß hat, in dem eine Wasserturbine installiert ist.

    1997 werden im Maßstab 1:45 erste Tests in einem Wellentank gemacht, die Optimierung der Anlage und die Anpassung der Turbine dauert bis zum Jahr 2000. Die Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit zwischen der Wave Dragon ApS in Kopenhagen, der Dänischen Energiebehörde, dem dänischen Unternehmen Elkraft System und der Europäischen Kommission. Zum Projektteam gehören außerdem Partner aus Österreich, Dänemark, Deutschland, Irland, Schweden und Großbritannien, die Kosten des Projekts betragen 4,35 Mio. €. 

    Bei dem Wave Dragon handelt es sich um den ersten Offshore-Wellenenergiewandler der Welt, er wird schwimmend ausgebracht, besteht aus zwei Wellenreflektoren, welche die Wellen in Richtung der Rampe leiten. Hinter der Rampe befindet sich ein großes Sammelbecken, in dem das Wasser vorübergehend gespeichert wird. Damit funktioniert das System nach der Überspülmethode, d.h. es wandelt die Lageenergie der Wellen, die in das Bassin strömen, in Elektrizität um.

    Im März 2003 wird vor Nissum Bredning, wo sich das Thema Wellenenergie seit 1997 wieder erheblicher Unterstützung erfreut, ein 261 t schwerer und 57 m langer Prototyp des Wellen-Drachen installiert – diesmal im Maßstab 1:4,5 – der anschließend auch an das Stromnetz angeschlossen wird. Für die Anlage werden 10 besonders niedertourige Kaplan-Turbinen entwickelt und hergestellt. 

    Bis 2005 werden gründliche Tests bezüglich des hydraulischen Verhaltens, der Turbinenstrategien und der Energieerzeugung durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich bereits zwei Anlagen mit einer Leistung von je 300 kW im Test. Im April 2006 startet ein von der EU mit 2,4 Mio. € gefördertes Projekt, um die Entwicklung auf ein höheres Leistungsniveau zu heben, das bis Ende März 2009 laufen wird. Dabei wird eine Pilotanlage mit 4 – 7 MW Leistung angestrebt, die nicht mehr aus Stahl, sondern aus Kompositwerkstoffen besteht.

    Wave Dragon Rampe im Bau

    Wave Dragon Rampe im Bau

    Anderen Meldungen zufolge ist bereits für 2007 der Bau einer Großanlage mit 77 MW Leistung geplant, die im britischen Wales stationiert werden soll. Die erste 7 MW Einheit soll bereits im Frühjahr ins Wasser gebracht werden. In der Endausbaustufe mit 11 Einheiten wird die Anlage rund 60.000 Haushalte mit Strom versorgen können.

    Im Oktober 2008 wird bekannt, daß die portugiesische Regierung das Projekt einer 50 MW Wave Dragon Anlage ins Auge gefaßt hat. In der keltischen See soll nach 2012 sogar ein 70 MW System installiert werden.

    Als Grund für die Verzögerung bei der weiteren Entwicklung der Wave Dragon Technologie wird im August 2009 die Finanzkrise genannt. Das Unternehmen ist daher auf der Suche nach zusätzlichem Kapital, um Ende 2010 mit dem Bau einer 7 MW Anlage beginnen zu können, die 2011/2012 rund 2 – 3 Meilen vor den Halbinseln Dale und Marloes im britischen Pembrokeshire nahe St. Ann’s Head zu Wasser gelassen und an das Netz angeschlossen werden soll. Dieses System soll anschließend 3 – 5 Jahre lang getestet werden.

    Der o.r. Prototyp wird im Jahr 2011 verschrottet, und erst im Oktober 2017 ist wieder etwas über den Wave Dragon zu erfahren, als die Firma die Entwicklung eines 1,5 MW Demonstrators bekannt gibt, der Offshore im Testzentrum der DanWEC in Hanstholm zum Einsatz kommen soll. Beckenversuche mit einem Modell im Maßstab 1:50 sollen an der Universität Aalborg durchgeführt werden. Das Projekt wird durch das EUDP-Programm der dänischen Energiebehörde unterstützt.


    Das 1994 gegründete dänische Unternehmen WavePlane Production A/S (WPP) in Gentofte entwickelt ein schwimmendes Wellenkraftwerk nach dem Modell einer ‚künstlichen Küste’, dessen Tanks mit Schaum gefüllt sind. Die Patente für die WavePlane Erfindung von Erik Skaarup werden bereits 1990 und 1991 eingereicht.

    Die WavePlane Anlage besitzt mehrere übereinanderliegende Einlaßschlitze die jeweils zu einem Reservoir führen. Durch die axiale Verankerung dreht sich das Ganze von alleine den Wellen zu, die beim Überspülen durch die Einlassschlitze in die Anlage hineinfließen. Aus den Reservoirs wird das Wasser kontinuierlich durch ein ‚Schwunggrad-Rohr’ geführt. Durch die Rotation entsteht ein Wasserwirbel, dem das von oben kommende Wasser zugeführt wird, was seine kinetische Energie verstärkt. Diese wird dann von einem Generator abgegriffen.

    WavePlane Modell (2003)

    WavePlane Modell (2003)

    1996 laufen erste Tests an dem University College Cork, 1997 wird ein Schwimmodell (Nr. 1 DK) hergestellt und am Elsinore Technical College untersucht, gefolgt von einem weiteren, bei der Nord Thy Strømforsyning konstruierten Modell.

    1998 werden die Patente der Modelle Oxygen-WavePlane und Multi WavePlane erteilt, am Danish Maritime Institute läuft der erste offizielle Test Dänemarks, und außerdem werden Minimodelle am Danish Hydraulic Institute und an der Technical University of Denmark in Elsinore getestet.

    Im Jahr 1999 ist das Unternehmen sehr aktiv. Die Oxygen-WavePlane wird gegenüber dem Hafen von Thyborøn und am Danish Maritime Institute getestet und anschließend im Mariager Fjord zu Wasser gelassen. Die aktuelle Anlage hat einen 5 m breiten Zufluß und wiegt 1,1 t. Der Oxygen WavePlane Prototyp wird drei Jahre lang getestet und übersteht sogar den Jahrhundertsturm 1999 unbeschadet.

    Danach scheint das Unternehmen eine längere Durststrecke zu erleben, die einzig von einer Testphase vom September 2002 bis zum April 2003 unterbrochen wird. WavePlane startet zu diesem Zeitpunkt eine Partnerschaft mit dem japanischen Unternehmen NKK, das ein kleines Modell im Meer von Asura testet und die Absicht hat, die WavePlane Technologie auf dem japanischen Markt zu vermarkten. Die Kooperation scheint jedoch nicht weitergeführt worden zu sein, über die Versuchsergebnisse sind auch keine Informationen zu ermitteln.

    WavePlane (2009)

    WavePlane (2009)

    Erst im Jahr 2006 wird ein Modell mit elektrischer Ausrüstung zu Wasser gelassen, es wiegt 45 t, der Wassereinlaß ist 14 m breit und der Generator soll 200 kW leisten. Weitere Details darüber gibt es leider nicht.

    Ab 2008 ist die Entwicklungsfirma WavePlane in Aarhus beheimatet und arbeitet an einer full-scale Version des WavePlane, die bis Ende des Jahres irgendwo in der Nordsee in den Testbetrieb gehen soll. Der Bau des Prototyps wird von den Lieferanten selbst an deren eigenen Standorten durchgeführt. Bis zur Erreichung der Produktreife rechnet das Unternehmen mit weiteren 3 – 5 Jahren.

    Damit scheint es aber nicht geklappt zu haben, denn spätere Meldungen gibt es keine mehr, und auch die Homepage der Firma ist seit 2013 unverändert.


    Ein weiteres dänisches Unternehmen, das mit einer eigenen Methode zur Nutzung der Wellenenergie aufwartet, ist die von Per Resen Steenstrup gegründete Wave Star Energy in Charlottenlund (später in Hellerup beheimatet). Die beiden Brüder und Segler Niels und Keld Hansen aus Esbjerg waren bereits im Jahr 2000 auf die Idee einer Wave Star Machine gekommen. 2003 übernimmt Steenstrup die Rechte an der Technologie und gründet seine Firma. Die Arbeit an einer Umsetzung wird gemeinsam fortgeführt, mit den Brüdern als Berater.

    Das System ist für Flachwasser gedacht und besitzt an beiden Seiten jeweils 20 Schwimmkörper von 1 m Durchmesser, die bereits von nur 5 cm hohen Wellen in Bewegung gesetzt werden.

    Die mit Schwimmern versehene Wave Star-Plattform schneidet die Wellenbewegung in rechtem Winkel. Wenn eine Welle anrollt, werden die wie Halbkugeln geformte Schwimmer einer nach dem anderen angehoben, bis die Welle verebbt. Die Schwimmer sind jeweils am Ende einer Stange befestigt. Jeder aufsteigende Schwimmer treibt einen Kolben, der mit bis zu 200 bar Druck den an einen Generator angeschlossenen Hydraulikmotor antreibt.

    Im Laufe des Jahres 2004 werden in einem Wellentank der Universität Aalborg über 1.300 verschiedene Testläufe mit einem Modell im Maßstab 1:40 durchgeführt.

    Wave Star Designmodell

    Wave Star
    (Designmodell)

    Diesen folgt 2006 ein 1:10 Modell von immerhin 24 m Länge, das ebenfalls an der Universität Aalborg ausgiebig getestet und im April im Nissum Fjord zu Wasser gelassen und ans Netz angeschlossen wird. Nach einer kurzen ‚Einschwingzeit’ beginnt die Anlage 5,5 kW Strom zu produzieren. Sie erreicht im Laufe von 3 Jahren rund 6.000 Betriebsstunden und übersteht während dessen 15 starke Stürme ohne Schaden zu nehmen.

    Im April 2008 beginnt auf einer Werft iMachinen Polen der Bau einer verkürzten Ausgabe der kommerziellen Wave Star Machine mit nur 2 von den (sonst) 10 Stangen mit Schwimmern auf jeder Seite. Im Mai erhalten Wave Star Energy und CBD Design einen Designpreis der Biennial of Crafs and Design für einen neuen Entwurf aus Stahl, Beton und Verbundwerkstoffen. Anderen Quellen zufolge handelt es sich um ein Modell im Maßstab 1:2.

    Im September 2009 wird dieses in der Nordsee in Betrieb genommen, rund 350 m vor der Küste Hanstholms und in 6 bzw. 8 m Wassertiefe (vorne 8 m, hinten 6 m). Die Versuchsanlage hat eine Länge von 40 m, ist 6 m hoch und wiegt 1.000 t. Die zwei Schwimmer an 10 m langen Stangen haben einen Durchmesser von 5 m und sollen jeweils 25 kW bis 50 kW leisten (bei einer Wellenhöhe von 2,5 m). Die Nennleistung beträgt 110 kW.

    Das Unternehmen steht dadurch kurz vor dem Durchbruch mit einer ersten 70 m langen 500 kW (andere Quellen: 600 kW) Anlage mit 20 Schwimmern.

    Das Wave-Star-Projekt wird 2010 von den Danfoss-Brüdern Jørgen und Mads Clausen übernommen und Steenstrup muß das Unternehmen verlassen. Die Versuchsanlage liefert ab Februar konstant Strom in das Netz.

    Nach umfangreichen Tests sollen dann die restlichen Teile der Anlage hinzugefügt werden und man erwartet, die gesamte Anlage 2010 in Betrieb nehmen zu können. Bereits ein bis zwei Jahre später sollen dann die ersten kommerziellen Anlagen auf den Markt kommen.

    Die Versuchsanlage liefert ab Februar 2010 konstant Strom in das Netz, wird jedoch nach vier Betriebsjahren im September 2014 gestoppt, da die Standortberechtigung abgelaufen ist. Eine Verlängerung ist nicht  möglich, da der Hafen von Hanstholm plant, den Hafen und den Standort der Maschine zu modernisieren. Seitdem ist der Wave Star untätig im Hafen von Hanstholm geparkt.

    In der Zwischenzeit arbeitet die Firma an der Modifikation der Maschine, u.a. durch zwei weitere 6 m lange Schwimmer. Sie plant, ein neues Testfeld mit höherem Wellenpotential zu finden – wahrscheinlich in der Nähe von Hanstholm, aber etwa 1,3 km vom Ufer entfernt in einer Tiefe von 15 m. Dies bedeutet, daß die Länge der Beine vergrößern werden muß, wozu die dänische Regierung 50 % der Kosten beisteuert. Was augenscheinlich nicht gereicht hat, denn auch dieses Projekt verschwindet danach vollständig aus den Medien.


    Die SeWave P/F in Torshavn wird im Oktober 2003 als 50/50 Joint Venture zwischen dem Färöer Stromversorger SEV A/S und der britischen Wavegen (s.u.) gegründet, nachdem eine im März abgeschlossene Machbarkeitsstudie zu dem Schluß kommt, daß die Färöer Inseln einen ausgezeichneten Standort darstellen und besonders für getunnelte Wellenenergie-Konverter (TWEC) geeignet sind. Das Unternehmen soll eine Demonstrationsanlage der Wavegen Wave Power Plant in kommerziellem Maßstab entwickeln und errichten.

    Im Mai 2005 wird das Design eines entsprechenden Konverters beendet, wobei als bevorzugter Standort Nípan in Vágar, und als Alternative Søltuvík in Sandoy vorgeschlagen werden. Das Projektdesign basiert auf der im Jahr 2000 erbauten 500 kW LIMPET Anlage (Land Installed Marine Power Energy Transmitter) auf der schottischen Insel Islay, dem damals weltweit ersten kommerziellen Wellenkraftwerk, das an ein nationales Stromnetz angeschlossen worden ist und von Wavegen in Zusammenarbeit mit der Queens University in Belfast entwickelt wurde.

    Im Dezember wird das neue 750 kW Projekt unter dem Namen ALDA der EU vorgelegt, um die Finanzierung der 6,4 Mio. € teuren Demonstrationsanlage zu bekommen. Tatsächlich bietet die EU Kommission ein Jahr später eine Förderung in Höhe von 1,3 Mio. € an, was die Regierung der Färöer im August 2007 auch offiziell unterstützt. Der nächste Schritt erfolgt im Juni 2008, als das Parlament der Färöer die Regierung beauftragt, ALDA umzusetzen. Der Wirkungsgrad einer Großanlage mit einem Öffnungswinkel von 90° in Richtung der Wellen, wie es am Standort Nípan der Fall ist, wird auf rund 10 % geschätzt.

    Im Dezember 2008 wird SEV zum alleinigen Besitzer der SeWave. Das Projekt ALDA wird von 6 Partnern vorangetrieben: Neben SeWave bzw. SEV sind das Dresser-Rand, die Queen’s University Belfast, das University College Cork und die Firma EcoRisk Finance. Außerdem kommt finanzielle Unterstützung von den Ölfirmen ENI und BP – als Teil der Vergabe der ersten Ölbohrungslizenzen durch das Ministry of Petroleum. Das Projekt soll bis 2011 umgesetzt werden und in Betrieb gehen. Inzwischen läßt sich darüber überhaupt nichts mehr finden.


    Die 2004 gegründete dänische Firma Floating Power Plant A/S (FPP) entwickelt ein schwimmendes OWC-Kraftwerk namens Poseidon, das die Stabilität einer Bohrinsel haben soll.

    Der Erfinder und Gründer Hans Marius Pedersen arbeitet seit 1980 an Wellenenergiesystemen, die er mit Windkraftanlagen kombinieren möchte. Bereits 1998 erfolgt der Test eines 4,2 m großen, schwimmenden Modells an der Aalborg University, und bis 2000 werden die Untersuchungen im Wellenkanal des Danish Hydraulic Institute (DHI) beendet, wo anschließend bis 2002 Tests an einem 8,4 m breiten Modell erfolgen, auf dem auch schon simulierte Windturbinen angebracht sind. Es zeigt einen Wirkungsgrad von 35 % (Wellenenergie zu Strom).

    Poseidon Testanlage auf der Naskovwerft

    Poseidon Testanlage
    (Naskovwerft)

    Nach der Firmengründung beginnt im Frühjahr 2007 auf der Nakskov Werft in Lolland, Süddänemark, der Bau einer 37 m breiten Poseidon 37 (P37) Anlage, parallel dazu gehen alle Rechte des Erfinders auf das Unternehmen über.

    Im August 2008 wird die P37 Anlage gewassert und im September beginnt ein viermonatiger erfolgreicher Testbetrieb im Offshore Vindeby Windpark der Stromfirma DONG bei Onsevig, wobei sich zeigt, daß die Plattform der - ohne Ballast - 350 t schweren, 37 m breiten, 25 m langen und bis zum Deck 6 m hohen Anlage tatsächlich für die Installation von Windturbinen geeignet ist (mit Ballast wiegt die Anlage übrigens 450 t).

    Die Testplattform wird daher mit drei 11 kW Windturbinen ausgerüstet. Die auf und ab schwingenden Elemente, die unter der Oberfläche die Wellenenergie aufnehmen, sind jeweils 6 m lang, wiegen 4,7 t und ähneln einer Skateboard-Rampe.

    Trotzdem scheinen weitere Entwicklungsarbeiten notwendig zu sein, denn erst im Juni 2010 wird die Poseidon wieder auf das Prüfgelände bei Onsevig geschleppt, um mit der 2. Phase der Tests zu beginnen. Wobei sogar der US-Botschafter in Dänemark persönlich mit dabei ist.

    Die Ergebnisse der Versuche, die sich bis ins Jahr 2011 erstrecken werden, sollen anschließend in die kommerzielle Entwurfsphase fließen. FPP erwartet einen Energiepreis von 11 Cent pro kWh und hofft auf eine Erstumsetzung in Portugal.

    Ein 230 m breites, 25 m tiefes und 20.000 t – 30.000 t schweres Serienmodell Poseidon 230 soll unter Konditionen wie vor der portugiesischen Küste jährlich 28.207 MWh aus der Wellen- und 22.075 MWh Strom aus der Windenergie beschaffen können. Man geht davon aus, daß das Serienmodell entweder mit drei 1,5 MW bis 2 MW Windturbinen oder mit einer einzelnen 5  MW Turbine ausgerüstet wird.

    Bis 2012 erfolgt in Zusammenarbeit mit Siemens Industry, Fritz Schur Energy und Contech die  Entwicklung eines Energieabnahmesystems (Power Take Off sytem, PTO) für die kommende P80 Plattform, das aus einem ölbasierten Hydrauliksystem direkt an der Achse besteht, das modular und abnehmbar ist und in einer trockenen Innenumgebung eingeschlossen ist. Unter PTO wird meistens ein mechanisches System mit Zahnstangen verstanden.

    P80 Grafik

    P80 (Grafik)

    Im November 2012 beginnt eine dritte Testphase der P37 mit dem Ziel, gemeinsam Strom aus den Windkraftanlagen und den mit dem neuen PTO-System ausgestatteten Wellenabsorptionsschwimmern ins Netz zu bringen. Es werden zudem Extremtests bei Winterstürmen durchgeführt. Dabei wird ein durchschnittlicher ‚Wave-to-Wire‘-Wirkungsgrad von über 28 % erreicht. Im September 2013 folgt die vierte Testphase, bei der über 30,4 % erreicht werden.

    Im August und September 2013 wird zudem am Hydraulics and Maritime Research Centre (HMRC) des University College Cork das neu erstellte Konzept einer P80 Anlage mit einem Holzmodell im Maßstab 1:50 getestet. Diese Anlage wird 80 m breit sein, vier Wellenenergie-Absorber mit einer Kapazität von 2 – 3,6 MW sowie eine einzelne Windturbine mit 5 – 8 MW haben, welche die drei Windräder des Vorgängers ersetzt.

    Das gleiche Gerät wird im Oktober 2014 mit einer betriebsbereiten Windturbine in den Wellentanks des Energy research Centre of the Netherlands (ECN) getestet.

    In den Jahren 20152016 konzentriert sich die FPP auf die Kommerzialisierung, das standortspezifische Design und die Zertifizierung von Poseidon-Anlagen. Basierend auf dem konzeptionellen P80-Design beteiligt sich FPP an zwei Projektgesellschaften in Großbritannien mit dem Ziel, schrittweise bis zu 200 MW einzusetzen. Standorte sind der Dyfed Floating Energy Park in Wales und der Katanes Floating Energy Park in Schottland. Um Verbindungen zur lokalen Lieferkette aufzubauen, wird außerdem die Floating Power Plant Ltd. mit Sitz in Schottland gegründet.

    Im November 2016 kündigen die FPP und die DP Energy, ein führender globaler Entwickler von Projekten im Bereich der erneuerbaren Energien, die Gründung eines Joint Ventures an, um die beiden genannten Standorte zu evaluieren und, abhängig von den Ergebnissen dieser Arbeit, zu entwickeln. Mit einem irischen Energieunternehmen wird im Mai 2017 eine dritte Vereinbarung abgeschlossen. Die Firma hofft nun, die erste kommerzielle Anlage in den Jahren 2021 oder 2022 in Betrieb nehmen zu können.


    Die Firma Leancon Wave Energy in Kolding beginnt 2004 mit der Entwicklung des Multi Absorbing Wave Energy Converter (MAWEC), der sich gegenüber anderen OWC-Anlagen dahingehend unterscheidet, daß er Saugkräfte nutzt um am Ort zu bleiben, und dadurch wesentlich leichter und materialsparender gestaltet werden kann. Ziel sind Stromgestehungskosten von 0,06 €/kWh.

    Im April 2005 ist der Bau eines ersten kleinen Prototyps fertig, anschließend wird ein 6 m breites Modell im Maßstab 1:40 gebaut, das ab September an der Aalborg University (AAU) getestet wird. Durch den etwas wilden Aufbau der Luftschläuche wirkt das Modell sehr improvisiert. Diese Schläuche dienen allerdings nur zur Messung des Drucks, in späteren Versionen wird sich die Turbine innerhalb der zum Patent angemeldeten Anlage befinden. Als Wirkungsgrad werden 29 % ermittelt.

    MAWEC-Versuch

    MAWEC-Versuch

    Im September 2007 beginnen Tests unter Realbedingungen im Meer in Nissum Bredning. Ein Wellenenergiekonverter in voller Größe würde übrigens 240 m breit sein, mit einer installierten Kapazität von 4,6 MW.

    Nach mehreren Jahren Pause baut der Erfinder Kurt Due Rasmussen, finanziert durch den Netzbetreiber für Gas und Strom Energinet.dk, ein 24 m breites und 3 Tonnen schweres Modell seiner OWC-Anlage im Maßstab 1:10, deren einzige beweglichen Teile neben den acht Turbinen und Generatoren die Gleichrichterventile über den insgesamt 104 OWC-Rohren sind, welche die Luftströmung sammeln. Jeder der beiden Arme hat eine Länge von 16,4 m.

    Die Anlage wird im Juli 2015 ins Meer gebracht, in der zweiten Jahreshälfte getestet und danach an Land geholt. Daten über die Ergebnisse werden nicht veröffentlicht, und seitdem gibt es auch keine weiteren Neuigkeiten.


    Die von Lars Clausen und Lars Elbæk im Jahr 2006 gegründete DexaWave Energy Ltd. aus Holstebro läßt sich ein System patentierten, das von der Technologie her den Pelamis-Kraftwerken ähnelt (s.u.), wobei hier zwei Schwimmkörper quer liegen und über Hydrauliken (auf Wasserbasis) miteinander verbunden sind. Spätere Versionen zeigen geschlossene Pontons.

    Ende 2007 werden an der Universität Aalborg Versuche im Wasserkanal durchgeführt. Kleine Modelle mit den Maßen von 1 x 1 x 0,2 m und einem Gewicht von 100 kg sollen bereits 220 W erzeugen. Später folgt ein Test im Maßstab 1:10 in Limfjorden.

    Die größte bislang angedachte Anlage mit den Maßen 22 x 22 x 4,5 m und einem Gewicht von 1.000 t könnte 2,2 MW liefern, wobei das installierte MW für weniger als 11 Mio. Dänische Kronen (~ 2 Mio. $) zu haben sei. Die Firma scheint sich zu diesem Zeitpunkt besonders nach Südamerika auszurichten, zumindest werden für fast alle dortigen Staaten Vertreter genannt (die später allerdings nicht mehr auftauchen).

    Ab August 2008 firmiert das Unternehmen unter dem Namen DexaWave Energy ApS und weist folgende Besitzverhältnisse aus: DEXA Holding ApS (49 %), Innovation MidtVest A/S (25 %), Lars Elbæk ApS (26 %).

    Dexa Wave im Bau

    DexaWave im Bau

    Nach anfänglicher Ablehnung genehmigt der Advanced Technology Fund der Europäischen Kommission schließlich das RP7 AquaGen Projekt zu Verifizierung der Dexa-Technologie. Das Unternehmen erhält daraufhin eine Förderung in Höhe von 5 Mio. DK (~ 1 Mio. $) des staatlichen Netzbetreibers Energinet.dk. Dies ermöglicht die Entwicklung eines 5 kW Demonstrationsmodells im Maßstab 1:5, das am DanWEC Testzentrum in Hanstholm in den Versuchsbetrieb gehen soll.

    Hinter dem Projekt steht ein Konsortium der DexaWave gemeinsam mit der Universität Aalborg, der Firma A1 Consult und einer Reihe von Privatunternehmen mit Erfahrungen im Bereich der Wellenenergie. Außerdem gibt es für Dexawave im September 2009 einen CleanTech prize des dänischen Umweltministeriums, der immerhin 142.600 Kronen schwer ist.

    Im Juli 2010 unterzeichnet das Unternehmen mit der maltesischen Euromed Co. Ltd. eine Absichtserklärung zur Bildung eines gemeinsamen Unternehmens, der Malta DexaWave Energy Ltd. Diese soll zunächst die Wirtschaftlichkeit einer Wellenenergie-Farm vor dem Inselstaat untersuchen.

    Das Projekt wird mit Unterstützung der maltesischen Regierung und in Zusammenarbeit mit der University of Malta umgesetzt und umfaßt Tests im Meer rund um Malta, um die dort vorherrschenden Bedingungen zu analysieren. Außerdem sollen die Anbindung der See-Kabel, die Auswirkungen auf die Energieversorgung und auf die Umwelt untersucht werden. Auf der Firmen-Homepage gibt es Rechenbeispiele, denen zufolge eine 160 MW Anlage um die 250 Mio. € kosten würde.

    Im Herbst 2010 wird die Demonstrationsanlage in Limfjorden zu Wasser gelassen, die im Laufe der Jahre 2011 und 2012 dann wie geplant beim DanWEC in Hanstholm installiert und getestet wird. Dabei zeigen sich praktische Probleme mit der Antriebswelle und dem Verankerungssystem, weshalb die Aktivitäten im Jahr 2012 beendet werden.


    Wavepiston
    (Grafik)


    Martin von Bülow, Kristian Glejbøl und Frank Daniel Mersebach beschäftigen sich seit 2005 mit der Idee einer neuen Form der Wellenenergienutzung. Im Jahr 2006 tun sich die drei zusammen, und 2008 und 2009 werden zwei Patente angemeldet, deren erstes im März 2010 erteilt wird (WO-Nr. 2010031405).

    Im September 2009 wird die Firma Wavepiston ApS in Roskilde gegründet, und das Unternehmen Cat Science übernimmt umgehend Anteile in Höhe von 1,8 Mio. DKK an der neuen Firma.

    Das Wavepiston-Konzept ist ein Oberflächendämpfer, der den Wellenstoß nutzt und aus einer länglichen schwimmenden Struktur besteht, auf der, wie Perlen auf einer Schnur, senkrechte Flügel als Energiesammler montiert sind, die sich horizontal bewegen und die Wellenenergie umwandeln.

    In ihrer einfachsten Ausführung arbeitet die Anlage durch die mechanische Bewegung der Kollektor-Elemente, um Meerwasser unter Druck durch die Hohlachse zu pumpen, auf der die Kollektoren hin und her gleiten. Das unter Druck stehende Wasser kann anschließend leicht zur Stromerzeugung oder zur Entsalzung genutzt werden.

    Wird das System in Küstengewässern installiert, kann die Turbine und Stromerzeugung an Land installiert werden, wodurch die Wartung erheblich erleichtert wird.

    Wavepiston Labortest

    Wavepiston Labortest

    Es ist vorgesehen, daß die Wavepiston-Anlagen aus vorgefertigten Modulen gebaut werden, um durch die Massenproduktion zu niedrigen Kosten zu kommen. Jedes Modul besteht aus einem Kollektor und einem Stück der statischen Struktur mit dem axial angeordneten Rohr. Der Kollektor ist eine Platte, die entlang des Rohres vor und zurück gleiten kann, während die Schnittstelle zwischen Platte und Rohr eine einfache Pumpe bildet, die bei jeder Bewegung Wasser in das Rohr hineinpumpt.

    Im Februar 2010 beginnen an der Universität Aalborg Tests mit einem Modell im Maßstab 1:30, und im Juni beginnt der Bau einer Konstruktion im Maßstab 1:3, die ab September in den Versuchsbetrieb gehen soll. Das Unternehmen braucht allerdings noch 20 Mio. € um bis April 2011 eine marktreife 15 x 3 m große Anlage mit 3 Achsen und 15 Kollektoren zu entwickeln, die dann für 1 – 2 Jahre getestet werden soll.

    Tatsächlich wird in Vorbereitung darauf eine 50 m lange Ausführung im Maßstab 1:9 mit acht Energiekollektoren konstruiert und vor Nissum Bredning in der Nordsee zu Wasser gelassen, wo sie vom März bis September 2013 intensiven Tests unterzogen wird.

    Im Jahr 2015 folgt im Rahmen eines Konsortiums mit Vryhof Anchors, Fiellberg und der Technischen Universität von Dänemark die Konstruktion eines Prototyps im Maßstab 1:2, der ab August auf offener See auf dem DanWEC-Testgelände, rund zwei nautische Meilen vom Hafen von Hanstholm entfernt, Tests unterzogen wird. Der 100 m lange Strang besitzt acht Energiekollektoren mit unterschiedlichen Maßen. Die ersten zwei werden jeweils mit einer 4 m2 Platte ausgestattet, die Energiekollektoren 3 – 6 jeweils mit einer 7 m2 Platte, und die Energiekollektoren 7 und 8 mit 8,5 m2 großen Platten.

    Parallel werden an den verschiedenen Energiekollektoren auch verschiedene Sturmschutzsysteme getestet, welche die Plattenflächen reduzieren, wenn die Kräfte zu groß werden. Das erste Konzept überlebt nur vier Tage mit 4 m hohen Wellen. Durch Verbesserungen an den nächsten Kollektoren kann die Lebensdauer wesentlich verlängert werden, so daß die Anlage sogar Einzelwellen von bis zu 15 m Höhe übersteht. Die Daten zu den Lasten und der Energieerzeugung werden auf einem Computer im inneren der Boje gesammelt und alle 12 Stunden auf einen Server hochgeladen.

    Ein 120 m langer Prototyp von industrieller Größe wird im Jahr 2017 konstruiert und ab Mai in der DanWec-Testanlage Versuchen auf offener See unterzogen. Die Prototypenphase soll noch bis 2018 gehen, gefolgt von einer Kommerzialisierung bis 2021. Fünf Jahre später will man dann mit 150 – 200 m langen Großanlagen auf den Markt kommen, die mit 20 – 25 Energiekollektoren ausgestattet sind.


    Ebenfalls seit 2005 wird ein System namens Crestwing weiterentwickelt und getestet, dessen Idee auf Henning Pilgaard zurückgeht, der eine eigene Theorie des Luftdrucks hat. Das System ist ein Klappfloß, das aus zwei Pontons besteht, die mit Scharnieren verbunden sind. Die Drehung um das Scharnier aktiviert das Zahnstangen-Antriebssystem, das trocken in einem großen, leicht zugänglichen Maschinenraum plaziert ist.

    Das Kernkonzept von Crestwing ist es, den Luftdruck zu nutzen. Der atmosphärische Druck entsteht durch das Gewicht der gesamten Luft über uns, und er erzeugt einen durchschnittlichen Druck von 10 Tonnen pro m2 auf Meeresspiegelhöhe (= 1013,25 Hektopascal). Wenn die Anlage auf dem Meer schwimmt, gibt es keine Luft zwischen dem Boden und dem Meer. Sobald die Welle anfängt zu fallen, zieht sie die Anlage mit sich, als ob sie zusammengeklebt wären.

    Dieser Prozeß sei vergleichbar mit den alten Windkraftanlagen, die früher vom Wind geschoben wurden. Die neuen aerodynamischen Windturbinen nutzen dagegen den Niederdruck auf der Rückseite des Flügels, was viel effektiver ist. Ähnlich funktioniert die Wellenenergie-Nutzung im Allgemeinen durch einen Druck der Welle, während das Crestwing-System durch ein Vakuum unter dem Rumpf arbeitet. Das Prinzip ist hydrodynamisch, was auf den Atmosphärendruck zurückzuführen und weitaus effizienter ist als die Anlagen, die ausschließlich den Druck der Welle nutzen.

    Crestwing-Test 2008

    Crestwing-Test (2008)

    Die ersten Tests mit einem Modell im Maßstab 1:40 in offenem Wasser werden von Pilgaard selbst im Großen Belt durchgeführt, wo die Seetüchtigkeit des Gerätes nachgewiesen werden kann. Aufgrund der niedrigen Höhe der Einheit ist die Anlage von Land aus nicht sichtbar.

    Von energinet.dk mit 10 Mio. DKK finanziert, wird das System zwischen 2008 und 2009 in den Hydrauliklabors der Aalborg University einem einjährigen Test unterzogen. Die Universität ist auch an den Arbeiten mit einem Modell im Maßstab 1:5 beteiligt. Dabei werden Tests mit verschiedenen Gewichten von 17,5 bis 40 kg durchgeführt, um zu verstehen, wie sich das Gewicht auf das System auswirkt.

    Ziel war es zu zeigen, daß das System nicht nur durch das Archimedsche Prinzip der Verdrängung funktioniert. Steigt der Wirkungsgrad bei schwereren Pontons, würde dies bedeuten, daß der Atmosphärendruck nur einen geringen Einfluß auf das System hat. Tatsächlich belegen die Versuche, daß das Gewicht keinen oder nur geringen Einfluß auf die Effizienz des Gerätes hat.

    Zudem zeigen die Tests, daß Crestwing einen Wirkungsgrad von 40 – 50 % erreichen kann, mit Potential für Weiterentwicklungen. Bei einzelnen Wellen war es sogar möglich, mehr als 80 % der Energie zu nutzen.

    In den Jahren 2010 und 2011 wird ein System im Maßstab 1:15 über zwölf Monate lang am Danish Hydraulic Institute (DHI) getestet. Insbesondere werden die Kräfte in dem Gelenk, der Struktur, der Verankerung und der Schubstange gemessen, ebenso wie die Bewegungen der Anlage in den sechs Freiheitsgraden, um eine Basis für die Entwicklung und den Aufbau einer vollständigen Vorrichtung zu erhalten.

    Am DHI werden auch die Bedingungen unter den Pontons gemessen, um festzustellen, ob der vermutete Unterdruck oder das vermutete Vakuum unter dem Scharnier tatsächlich vorhanden ist, wie von Pilgaard postuliert. Der Test ist erfolgreich und bestätigt die Theorie. Auch werden während des gesamten Versuchs die Kräfte im Verankerungssystem überwacht. Dabei wird deutlich, daß die Minimierung der dortigen Kräfte durch den Einsatz von flexiblen Ankerseilen entscheidend für die Effizienz ist. In Zusammenarbeit mit Seaflex wird daraufhin ein flexibles Dreipunkt-Ankersystem entwickelt.

    Im Jahr 2011 bauen Schreiner-Schüler und ihr Lehrer der Fachhochschule EUC Nord ein Holzmodell im Format 10 x 2,5m, das Fladstrand-Modell genannt wird. Dieses Modell im Maßstab 1:5 wird im Herbst unter realen Seebedingungen im Meer bei Frederikshavn auf Verhalten und Überleben getestet, wobei es sich in den rund drei Monaten, die die Tests dauern, trotz mehrerer Stürme gut bewährt.

    Die Firma Crestwing ApS wird im Jahr 2012 gegründet – mit Sitz in Frederikshavn, da die Initiatoren bereits seit 2009 eine intensive und erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Energy City Frederikshavn pflegen. Für den Entwurf und die Konstruktion des aktuellen Prototypen erhält Crestwing übrigens Mittel von der EU.

    Tordenskiold

    Tordenskiold

    Bis 2013 wird eine neue Zapfwelle gebaut – und drei Studenten der MARTIC Ingenieurschule schließen ihren Bachelor mit dem Bau eines Prüfstandes und Tests an der Zapfwelle ab. Dabei stellt sich heraus, daß diese einen Wirkungsgrad von etwa 80 % hat. Im gleichen Zeitraum wird auch ein neues Verankerungssystem entwickelt und hergestellt, mit dem das Fladstrand-Modell (ohne PTO) ca. 100 m südlich der Marinestation bis Juni 2014 verankert bleibt. Im September wird die Anlage mit dem PTO ausgelegt und das gesamte System getestet.

    Das Ziel der Firma Crestwing ist zu diesem Zeitpunkt, einen Strom produzierenden Prototyp von 10 x 30 m zu entwerfen, der 2,5 m hoch ist, was einem Maßstab von 1:2 des endgültigen Geräts entspricht. Der Prototyp soll im Laufe des Jahres 2015 gebaut und im Mai 2016 im Kattegat vor Hirsholmene Frederikshavn plaziert und genau getestet werden.

    Nach dem Tod von Pilgaard im September 2016 übernimmt dessen Frau Ruth Bloom die Leitung der Firma und versucht Mitte 2017 über eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo mindestens 45.000 € für die weiteren Entwicklungsschritte zu sammeln – bekommt jedoch kaum 5.000 € zusammen. Die hier verkündeten Pläne sehen die Wasserung eines Tordenskiold genannten Prototyps in voller Größe im Oktober 2017 vor, gefolgt von dem endgültigen Modell Crestwing, dessen Kosten auf 5,4 Mio. € veranschlagt werden.

    Trotz des Crowdfunding-Mißerfolgs kann der Bau des nun 30 m langen und 6 m breiten Prototyps abgeschlossen werden, auch wenn die offizielle Taufe erst im September 2018 erfolgt. Die Anlage soll als nächstes nördlich von Hirsholmene verankert werden, wo ein Jahr lang Tests in den Wellen durchgeführt werden sollen.

    WEPTOS-Prinzip Grafik

    WEPTOS-Prinzip
    (Grafik)


    Die von Tommy Larsen gegründete Firma Weptos A/S in Fredericia, deren Name sich von ‚Wave EnergyPower Take Off System‘ ableitet, widmet sich seit 2007 der Entwicklung des gleichnamigen WEPTOS Wellenenergie-Extraktionskonzepts.

    Dabei handelt es sich um eine einfache und dauerhafte, schwimmende V-förmige Struktur, die durch einen flexiblen Teil im Bug verbunden ist und die Wellenenergie durch eine Reihe von Rotoren an jedem Arm absorbiert, die jeweils die Energie auf eine gemeinsame Achse übertragen, welche direkt an einem Generator befestigt ist. Dies führt zu einer relativ sanften Energieerzeugung, die für übliche Generatorlösungen gut geeignet ist. Die Möglichkeit der Winkelverstellung eröffnet zudem völlig neue Möglichkeiten der optimalen Wellenenergiegewinnung.

    Die Form der Rotoren basiert auf der Geometrie der bekannten Salter Ducks aus dem Jahr 1974 (s.d.). Die WEPTOS-Technologie unterscheidet sich davon durch die mechanische Energiegewinnung und die Drehung des Rotors in nur eine Richtung. Trifft eine Welle auf den einzelnen Rotor, so bewirkt die Mechanik der Gelenkachse eine Drehung. Nachdem eine Welle den einzelnen Rotor passiert hat, läßt der Schwerpunkt den Rotor zurück zum Ausgangspunkt schwenken.

    Da dies in einem Winkel zur Wellenenverbreitung erfolgt und die zahlreichen ausgerichteten Rotoren relativ kurz sind, ist durch den Ratscheneffekt eine dauerhafte Drehung der Gelenkachse gewährleistet. Zudem arbeitet das System ohne zusätzliche Steuerungsmechanismen.

    Die durch zwei internationale Patente geschützte Technologie wird in enger Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe Wellenenergie der Aalborg University (AAU) gründlich getestet und bewertet. Die Labortest der 1. Phase finden im März und April 2008 statt und zeigen im kleinen Maßstab, daß die Wirkungsgrade der Energieumwandlung unabhängig von der Wellenrichtung praktisch statisch sind.

    Die letzten Tests an der AAU erfolgen im März und April 2011, um die umfangreichen Versuche der WEPTOS-Anlage im Parque Científico y Tecnológico de Cantabria (CCOB) in Santander, Spanien, vorzubereiten, wo im September mit Hilfe eines groß angelegten Modells eine Leistungsbewertung unter realistischen Bedingungen und einem breiten Spektrum von Wellenbedingungen erfolgt.

    WEPTOS-Versuch

    WEPTOS-Versuch

    Für diesen Test wird eine Anlage mit den gleichen Funktionen wie ein Modell in Originalgröße konstruiert und mit Meßgeräten ausgestattet, die eine präzise und effektive Datenerfassung gewährleisten. Unter Leitung der Wave Energy Research Group der AAU werden während des einmonatigen Testzeitraums mehr als 200 Tests durchgeführt, welche mit großem Erfolg die Überlegenheit der WEPTOS-Technologie dokumentieren und beweisen.

    In der von 2012 bis 2014 verlaufenden 2. Phase erfolgt die Planung und der Bau einer kompletten Anlage für die Freiwasserinstallation in Edinburg, wo in einem geschützten Bereich eine einjährige Testphase folgt, um die Funktions- und Zustandsbewertung mit einem Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten. In dieser Phase erwartet das Unternehmen, ein Drittel der maximalen Energieproduktion zu erreichen.

    Wie es danach weitergeht, ließ sich bislang nicht eruieren – aber auf offener See getestet wird das System erst im August 2017 in der Lillebælt Meerenge vor der Ostküste Dänemarks, zwischen der Insel Fünen und der Halbinsel Jütland. Die Leistungstests sollen bis Ende des Jahres abgeschlossen werden.


    Die im Jahr 2010 von Per Resen Steenstrup gegründete dänische Firma Resen Waves ApS in Lyngby (die manchmal auch unter dem Namen Resen Energy ApS erscheint) kauft die Rechte an einem zwei Jahre zuvor von Chris Olson aus Houston, Texas, entwickelten kleinen Wellenenergie-Generator namens LOPF (Lever Operated Pivoting Float System), der in der Länderübersicht USA behandelt wird (s.d.). Steenstrup selbst ist uns weiter oben schon als Gründer der Firma Wave Star Energy begegnet.

    Die einfach Resen genannte Anlage besteht im Prinzip aus einem U-förmigen Element aus Glasfaser mit einer hin und her drehenden Trommel bzw. später mit einem kräftigen, wasserdichten Kipp-Zylinder, der in der Mitte befestigt und dessen Ende fest am Meeresboden verankert ist. Kommt eine Welle, wird das Schwimmerelement angehoben und abgesenkt, wodurch der Arm auf und ab kippt. Diese Bewegung wird über ein eingebautes Getriebe und einen Generator in Strom umgewandelt.

    Mit den Außenabmessungen 170 x 170 x 100 cm und einem Gewicht von 250 – 350 kg beträgt die kontinuierliche Generatorleistung 300 W, mit 600 W Spitze. Gedacht ist das System für Wassertiefen von mindestens 10 m und maximal 200 m, und der Strom soll an Fischfarmen oder Entsalzungsanlagen geliefert werden.

    Resen

    Resen

    Tests mit der ersten weiterentwickelten Boje im Wellentank und auf offener See bei Pemuteran auf Bali in Indonesien sowie im Golf von Biskaya zwischen den Britischen Inseln und Spanien erfolgen im Jahr 2013. Zu diesem Zeitpunkt plant die Firma drei verschiedene Modulgrößen. Das kleinste Modul mißt 1 x 1 m, wiegt 45 kg und kann in 0,6 m Wellenhöhe 70 W erzeugen, während das größte Modul in 1,6 m hohen Wellen 5 kW liefern soll. Die kommerziellen Verkäufe sollen Ende 2016 beginnen.

    Danach ist jedoch mehrere Jahre lang nichts mehr darüber zu hören – bis im Januar 2017 gemeldet wird, daß die Firma zwischenzeitlich die 3. Generation der 300 W Wellenkraftgeräte entwickelt und getestet habe, die nun auch auf den Markt kommen sollen. Im Oktober schiebt die Firma hinterher, daß die Aalborg University die Effizienz der Resen Energieboje auch bei kleinen Wellen auf 50 – 70 % beziffert habe.

    Im Mai 2018 meldet das Unternehmen, daß es die Risikokapitalgesellschaft West Hill Capital mit einer Kapitalbeschaffungskampagne beauftragt habe, um neue Mittel in Höhe von 1 Mio. £ für weitere Forschungs- und Produktentwicklungen sowie für Vertriebs- und Marketingaktivitäten zu beschaffen. Im Oktober wird bestätigt, daß die Geldbeschaffung erfolgreich war, während als nächstes Ziel angekündigt wird, zusätzliche 1,2 Mio. £ zu sammeln, um das Wachstum auf internationaler Ebene zu beschleunigen. Über irgendwelche Verkäufe ist bislang allerdings nichts zu lesen.


    Im Mai 2013 werden im 100 cm tiefen Becken des Hydraulics and Maritime Research Centre (HMRC) die ersten Tests des KNSwing Wellenenergiewandlers durchgeführt, der von Studenten der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) entwickelt wurde und die Verwendung von Beton als Baustoff untersucht.

    KNSwing-Test

    KNSwing-Test

    Das Projekt hatte im Rahmen des EU-geförderten Marine Renewables Infrastructure Network (Marinet) Programms drei Testrunden zugesprochen bekommen. Das Projekt wird von dem o.e. Kim Nielsen in seiner Firma KN Ocean Energy Science & Development koordiniert und entwickelt.

    Bei dem KNSwing handelt sich um ein 3 m langes, als Schiff mit einem zentralen Auftriebskörper geformtes Modell mit 20 OWC-Kammern auf jeder Seite, das von den Studenten Frederik Pors Jacobsen und Morten Ankjær Simonsen im Rahmen ihres Bachelorprojekts gebaut wurde. Das Maßstabsverhältnis von 1:80 wurde gewählt, um dem 45 m tiefen Wasser des zentralen Teils der Nordsee und den Wellenhöhen von 12 m zu ähneln, wobei die 3 m des Modells einer 240 m langen Ausführung entsprechen.

    Während die HMRC-Tests mit dem Fokus auf Leistung erfolgen, konzentriert sich die zweite, im Jahr 2015 laufende Testreihe im 55 cm tiefen Wellentank der Queen’s University Belfast (QUB) in Portaferry auf die Überlebensfähigkeiten und das Verankerungsdesign des Geräts.

    In dem Abschlußbericht vom September 2015 werden als nächste Schritte der Entwurf der Betonkonstruktion und der Zapfwelle einer Anlage in voller Größe, die Untersuchung der Effizienz und der Kosten ausgewählter Zapfwellensysteme, sowie die Analyse alternativer Systeme, wie z.B. den Einbau von Schwingungsklappen anstelle der OWC-Kammern. Es ist allerdings nichts darüber zu finden, daß das Projekt bislang fortgesetzt wurde.


    Der im Jahr 2014 von drei Freunden mit einer Leidenschaft für neue Hightech-Projekte und erneuerbare Energien gegründete dänische Wellenenergieentwickler Exowave ApS mit Sitz in Esbjerg arbeitet an einem gleichnamigen, auch als Oszillationswellenstoßumrichter (oscillating wave surge converter) bekannten Element, das die kinetische Energie durch eine Klappe mit Scharnier extrahiert, die sich welleninduziert auf und ab bewegt.

    Das Gerät ist für den Einbau in Gewässer bis zu einer Tiefe von 40 m vorgesehen, so daß Boote darüber fahren können und auch keine optische Beeinträchtigung entsteht.

    Nach Tests im Wellentank, über die keine Details bekannt werden, wird vom Juli bis September 2017 in der Nordsee mit einem Prototypen ein Versuch in offenem Wasser durchgeführt. Die Neuinstallation, als Phase 2 der Prototyp-Testkampagne, ist für Anfang 2018 geplant. In den Jahren 2018/2019 will das Unternehmen die Technologie mit einer Cluster-Installation in einem Offshore-Windpark, bestehend aus mehreren ExoWave-Zellen und einem Unterwasser-Generator, weiter demonstrieren.

    Die jüngste Meldung stammt vom April 2018 und besagt, daß die Firma offen für Investitionen ist.

     

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