TEIL C

Wellenenergie - Ausgewählte Länder (III)

Philippinen

Im Oktober 2007 stellt der Ingenieur Noro Camomot aus Cebuano ein kleines Wellenkraftwerk mit einer Leistung von 2,2 kW vor. Bereits 2005 hatte er einen nationalen Erfinderpreis für die Idee und ein Miniaturmodell seiner Anlage gewonnen. Gemeinsam mit einem Freund investiert er 500.000 Peso (~ 8.300 €) in die Entwicklung und Installation in Tabunan, Borbon, Cebu.

Ein Jahr später folgt eine Anlage namens NJ-6 Sea Wave Electric Power Generator, die bis zu 15 kW erzeugt und damit ein ganzes lokales Dorf mit Licht versorgen kann. Sie muß mindestens 10 m vom Ufern entfernt verankert werden. Finanziert hat den Bau seine Schwester Luna. Die 3 x 3 m große Schwimmplattform wird mit Hilfe der Visayan Inventors Association ins Wasser der South Road Properties gebracht. Eine kommerzielle Einheit soll 1 – 1,5 Mio. Peso kosten und eine Lebensdauer von 10 Jahren haben.

Portugal

Portugals 1.793 km lange Atlantikküste ist für Wellenkraftwerke ausgesprochen gut geeignet. Nach Berechnungen des portugiesischen Wave Energy Centers (WAVEC) sollen sich insbesondere Küstenabschnitte mit einer Gesamtlänge von 335 km für die Nutzung eignen – vor allem in Regionen zwischen Porto und Lissabon, aber auch an der Alentejo-Küste.

Die Technische Universität von Lissabon arbeitet bereits seit 1978 intensiv an der Erforschung der Wellenenergie.

Unter dem Namen European Pilot Plant entsteht 1998 im Nordwesten der portugiesische Azoreninsel Pico im Atlantik das erste experimentelle Wellenkraftwerk, das mit 4 Mio. € aus Mitteln der Europäischen Kommission, des portugisischen Staates, des nationalen Stromkonzerns EDP und der EDA finanziert wird. Es läutet nach längerem Stillstand eine neue Phase in der Erforschung der Meeresenergie ein und wird im Rahmen der Weltausstellung Expo in Lissabon vom Institut für Zukunftsweisende Technologien (Instituto Superior Técnico, IST) vorgestellt. Die Mechanik der OWC-Anlage kommt von der schottischen Firma A.R.T (heute Wavegen), die Elektronik von Efacec aus Portugal, daneben wirken die Firmen Profabril und PROET an der Errichtung mit. Die wissenschaftliche Begleitung erfolg durch die Queens University in Belfast und das irische University College in Cork. Die Größe des Prototyps mit einer Wells-Turbine von etwa 2,5 m Durchmesser erlaubt eine Leistung von 400 kW, womit rund 10 % des Strombedarfes der Insel gedeckt werden sollen. 

Nach einem guten Start gibt es jedoch einige schwere bautechnische, mechanische und auch finanzielle Störungen, so daß die Pico-Anlage nur kurz in Betrieb ist und anschließend mehrere Jahre „wie ein gestrandeter angerosteter Großcontainer“ auf einem Klippenvorsprung der Vulkaninsel steht. Bis 2004 gehört die Anlage offiziell dem Stromversorger der Azoren EDA, danach geht sie in den Besitz des 2003 gegründeten Wave Energy Centre (WavEC) in Lissabon über, einer Nonprofit-Organisation.

Erst 2005 entschließen sich die Regierung und der EDP, das wissenschaftliche Pilotprojekt zu retten, und investieren für seine Instandsetzung – zusammen mit EU-Fördermitteln – insgesamt 1,2 Mio. €. Der Koordinierungsauftrag geht an das WavEC, und Ende Oktober 2006 geht die Anlage wieder in Betrieb.

Es ist jedoch fraglich, ob nicht eine andere Motivation hinter der Wiederbelebung des Projektes steht, denn gerade in Portugal gehen die ersten großen Projekte an den Start, die zumeist vom privaten Sektor initiiert werden.

2007 wird das Werk aufgrund der Unterfinanzierung nur gelegentlich betrieben, während man sich um eine Lösung für das Vibrationsproblem und die Wartung der alterungsanfälligen Anlagen bemüht.

Im Jahr 2008 wird mit dem Energieversorger Energias de Portugal SA (EDP) ein Vertrag mit dem Ziel abgeschlossen, die kontinuierliche Nutzung der Pico-Anlage für eine Mindestdauer von 3 Jahren zu gewährleisten. An der Umsetzung beteiligen sich außerdem Kymaner, EFACEC und Consulmar. Aufgrund der starken Schäden im Beton und den damit verbundenen hohen Kosten wird das Projekt bis Ende 2008 ausgesetzt. Das WavEC beabsichtigt allerdings, die Anlage spätestens im Sommer 2009 wieder betriebsfertig zu haben und investiert weitere 150.000 €. Tatsächlich arbeitet das OWC im Laufe des Jahres 2010 mehrfach im automatischen Betrieb und produziert bis Mai immerhin 7.000 kWh.

2001 wird erstmals der Bau eines OWC-Wellenbrecherkraftwerks in der Mündung des Douro in Porto, im Norden des Landes, vorgeschlagen, das auf den Erfahrungen von Pico basiert. Es soll mit 3 Wells-Turbinen ausgestattet werden und 750 kW leisten. 2006 werden bei der EU Mittel beantragt, doch 2007 wird das Projekt mangels Unterstützung der lokalen Verwaltungen gestoppt.

Ende 2008 arbeiten trotzdem Wissenschaftler der Technischen Universität Lissabon mit Kollegen des Massachusetts Institute of Technology zusammen, um das Konzept zu optimieren – in der Hoffnung, daß es in Zukunft doch irgendwann einmal verwirklicht wird.

Die Firma Kymaner wird 2005 gegründet, um in Portugal Wellenenergieprojekte zu entwickeln und gilt lange als das einzige portugiesische Unternehmen, das sich ausschließlich mit diesem Spezialgebiet beschäftigt. Als Entwicklungsziele werden kompakte Turbo-Generatoren für Wellenbrecher (20 – 200 kW), ufernahe OWC-Lösungen (200 – 600 kW) und schwimmende OWC-Anwendungen (> 750 kW) definiert. 2009 sollte ein Relaunch der Homepage erfolgen, seitdem gibt es jedoch nichts Neues mehr zu erfahren.

Ab Mitte 2006 entsteht rund 5 km vor der portugiesischen Atlantikküste, bei Aguçadoura in der Provinz Varzim im Norden des Landes, das erste kommerziell genutzte Wellenkraftwerk der Welt. Eine wichtige Motivation des verantwortlichen Ondas de Portugal (Waves of Portugal) Konsortiums: Die Regierung in Lissabon hat beschlossen, Strom aus dem Meer mit 22 €-Cent pro kWh zu vergüten.

Das Aguçadoura Projekt mit einem Umfang von 8,8 Mio. € ist nur das erste einer geplanten ganzen Reihe ähnlicher Projekte. Neben der Pelamis Wave Power Ltd. (früher: Ocean Power Delivery) sind EDP und EFACEC beteiligt. Initiiert wird das Projekt von der portugiesischen Firma für Erneuerbare Energie Enersis, doch schon Ende 2005 wird es von der australischen Investmentgesellschaft Babcock & Brown Ltd. aufgekauft.

Das Pelamis System der schottischen Firma Ocean Power Delivery Ltd. (ODP) besteht aus vier halb untergetauchten und jeweils 30 m langen Stahlzylindern mit hydraulischen Kolben in den Verbindungsstücken. Ich habe es bereits ausführlich im Absatz über Großbritannien vorgestellt (s.d.). Durch das andauernde Heben und Senken wird ein Hochdruck-Öl durch einen Hydraulik-Motor gepumpt, der wiederum den Generator antreibt. Zunächst werden zwölf Röhren, d.h. drei 750 kW Systeme von jeweils 120 m Länge mit einer Gesamtleistung von 2,25 MW verankert. In einer späteren Ausbaustufe sollen dann sogar über 100 Zylinder zum Einsatz kommen.

Damit der praktische Einsatz der Pelamis-Wellenkraftwerke detailliert beobachtet werden kann, wird es durch ein armdickes Kabel verbunden, das im Wesentlichen aus einer Stahlarmierung besteht, mit einem im Inneren liegenden kupfernen Hochspannungskabel, durch welches der Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird, sowie kleineren Stromleitungen zur Notversorgung der Aggregate an Bord, und dazu haarfeine Glasfaserkabel zum Austausch von Daten.

Der Kabelanschluß ist ein sensibler Punkt, denn eines der Argumente für das Seeschlangen-Kraftwerk ist gerade seine Wartungsfreundlichkeit. Dazu zählt nicht nur die Zuverlässigkeit im Betrieb, sondern auch der geringe Aufwand im Ernstfall, falls eine Störung vorliegt. Pelamis kann in einen sicheren Hafen geschleppt werden, wo auch bei schwerer See gearbeitet werden kann. Das spart Zeit und Geld – jedoch nur wenn das Ab- und Ankoppeln auch unter Seegang funktioniert. 

Ende September 2007 wird das Wellenkraftwerke vor Agucadoura offiziell eingeweiht und in Betrieb genommen. Die Einspeisevergütung für Strom aus Meereswellen beträgt inzwischen 23 €-Cent/kWh. Mittelfristig ist der Ausbau auf 21 MW geplant.

2008 gerät Babcock & Brown infolge der Finanzkrise in Schwierigkeiten und beschließt im August 2009 die freiwillige Liquidation. Auch der Anteil von 77 % an dem Aguçadoura Projekt steht zum Verkauf (die übrigen 23 % befinden sich im Besitz der Pelamis Wave Power Ltd.). Im November 2008 werden die Pelamis-Machinen in den Hafen Leixões geschleppt, da es Probleme mit Kugellagern und leckgeschlagenen Schwimmern gibt. Es zeigt sich, daß die Technologie noch nicht vollständig ausgereift ist.

Im März 2009 holt Pelamis seine drei Kraftwerke endgültig aus dem Wasser – aufgrund technischen und finanziellen Schwierigkeiten, wie es heißt. Das Unternehmen will sich auf die neue P2 Maschine konzentrieren, die ab 2010 in Orkney getestet werden soll (s.d.).

Währenddessen laufen harte Verhandlungen um die Übernahme der Rechte an den Pelamis-Anlagen, wobei das zuständige Konsortion hofft, diese bis zum Frühjahr 2011 wieder in Betrieb nehmen zu können.

Im Mai 2009 vereinbart das portugiesischen Unternehmen Eneólica mit der britischen Firma OreCon die Gründung einer Joint-Venture Firma, um ein weiteres Wellenenergie-Projekt vor der Küste des Landes durchzuführen. Dabei soll eine der schwimmenden OWC Energiebojen von OreCon zum Einsatz kommen. Die MRC1000 Anlage hat eine Leistung von 1,5 MW. Später sollen zwei weitere hinzugefügt werden, um einen Gesamtoutput von 4,5 MW zu erreichen. Im Laufe der 10 Folgejahre wollen die Partner dann weitere Multi-MW Farmen realisieren. OreCon wird jedoch im Februar 2010 aufgrund fehlender Mittel geschlossen – womit auch das Projekt in Portugal zu den Akten gelegt wird.

Von dem nächsten Ansatz berichtet die Presse im September 2010. Das hierfür bereits im Vorjahr gegründete europäische Wellenenergiekonsortium Standpoint plant unter Leitung der irischen Firma Wavebob und mit Beteiligung der portugiesischen Firma Generg, dem schwedischen Vattenfall Konzern und den deutschen Firmen Germanischer Lloyd sowie Hydac System ein neues 3-Jahres-Projekt mit einer Investition in Höhe von 8,1 Mio. €. Standpoint wird im Rahmen des FP7 Forschungsprogramms mit 5,1 Mio. € von der EU gefördert. Es werden zwei Standorte ins Auge gefaßt, um bis Ende 2011 mit der einjährigen Testphase zu beginnen - die sogenannte Wave Energy Pilot Zone der Regierung nahe Nazare, sowie eine Örtlichkeit nahe Porto. Zum Einsatz kommen soll ein Wavebob, der mehrere hundert Haushalte mit Strom versorgen kann. Er hat einen Durchmesser von 14 m und eine Höhe von 8 m über dem Wasserspiegel.

Russische Föderation (ab Sowjetunion)

Eine 800 kW Anlage geht 1968 vor Murmansk in Betrieb.

Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Energetik G. M. Krschischanowski entwickeln Mitte der 1980er Jahre einen ‚Schwimmer-Umformer’, der etwa 100 bis 200 m vom Ufer entfernt betrieben werden soll und aus einem Schwimmer besteht, in dem sich eine Hubkolbenpumpe, eine Heißluftturbine und ein Elektrogenerator befinden.

Im Mai 2007 melden Wissenschaftler des privaten russischen Centre of Renewable Energy die Entwicklung und Patentierung eines neuartigen kleinen Wellenenergiesystems.

Die Entwicklung sei sehr preisgünstig und einfach in der Montage. Man plant bereits für den Sommer des Jahres den Einsatz einer entsprechenden Versuchsanlage. Weitere Informationen darüber liegen mir bislang noch nicht vor.

Im Oktober 2009 wird in der Fachpresse über die 1991 gegründete russische Firma Applied Technologies Company Ltd. (ATC) aus Moskau berichtet, die nun ebenfalls eine neuartige Technik zur Nutzung der Wellenenergie entwickelt habe.

Die Float Wave Electric Power Station (FWEPS) besteht aus einem sich teilweise unter Wasser befindenden oszillierenden Zylinder, einem elektrischen Linear-Generator und einem Energiespeicher-System.

Für das System hatte ATC im Mai 2008 den Energy Globe award gewonnen. Im Rahmen des internationalen INCO 2 Programms zur Forschungskooperation soll die FWEPS-Technologie gemeinsam mit EU-Partnern weiterentwickelt werden (Projekt MARINECO).

Das Unternehmen kündigt an, zuerst ein 10 kW Modul zu entwickeln und zu testen, um dann mit der Entwicklung, Herstellung und Erprobung einer Farm von 50 kW Anlagen mit einer Gesamtleistung von bis zu 10 MW zu beginnen.

In einem aktuellen Fernsehbericht sind Versuche in einem Wellentank sowie der Bau einer Demonstrationsanlage zu sehen. Über Ergebnisse von Erprobungen auf offener See ist bislang noch nichts bekannt.

Schweden

Seit 1992 arbeitet ein Team an der Chalmers-Universität in Göteborg an einem System, das insbesondere für küstennahe Gewässer gedacht ist und wie eine Triangel in der Brandung schwimmt. Es besteht aus Schaufelrädern, die zu zwei langen Wasserwalzen von jeweils rund 23 m verbunden und dabei scherenförmig gespreizt sind. Flutet eine Welle über die Walzen hinweg, werden die oberen Schaufelkammern mit Wasser gefüllt, das Rad kippt vornüber. Weicht die Welle zurück, kann das Wasser aus den wieder aufwärtsdrehenden Schaufeln herausfließen. Im Wellental strömt Luft ein und unterstützt durch den Auftrieb die Drehung der Rotorachse. Die Wellenenergie wird damit direkt in Drehbewegung verwandelt und die Kraftübertragung erfolgt auf einen Generator am Kopf der verankerten Anlage.

Da die Anlage fast ausschließlich aus Aluminium besteht und ohne schwere mechanische Teile auskommt, ist sie leicht zu transportieren und zu installieren. Ich weiß jedoch nicht, ob es eine Versuchsanlage gegeben hat und was aus dem Projekt schließlich geworden ist. An der Chalmers-Universität werden jedenfalls so gut wie jährlich Dissertationen zum Thema Wellenenergie geschrieben – die jüngste datiert von 2010 und dreht sich um eine Versuchsanlage, die im März 2006 rund 2 km vor der Westküste des Landes nahe der Stadt Lysekil (s.u.) installiert und in den Folgejahren mehrere Male und für jeweils mehrere Monate in Betrieb genommen wird. Dabei handelt es sich um eine Schwimmboje mit einem am Boden fest verankerten 8 m hohen Lineargenerator. Die Doktorarbeit von Rafael Waters wird 2008 an der Universität Uppsala abgelegt.

Der Teststandort für Wellenkraftanlagen nahe Lysekil wird seit 2004 vom Centre for Renewable Electric Energy Conversion dieser Universität betrieben. Im Rahmen des bis 2013 genehmigten Einsatzes sollen bis zu 10 netzverbundene Wandler, 30 Umwelt-Meßbojen sowie ein Beobachtungsturm installiert und im praktischen Einsatz untersucht werden. Zum Zeitpunkt dieses Updates Ende 2010 sind allerdings nur ein einziger Wandler (der Linear-Generator von Waters), eine Anzahl Meßbojen sowie der Beobachtungsturm in Betrieb.

Die 2001 gegründete Firma Seabased AB in Uppsala bildet zusammen mit ihren Töchtern Seabased Industry AB und Seabased Energy British AB die Seabased Group. Das Mutterunternehmen hält alle Patente und sonstigen Rechte an dem Bojen-Wellenkonverter, den das Unternehmen kommerzialisieren will. Dabei handelt es sich augenscheinlich um die von Rafael Waters entwickelte Anlage – nur, daß dieser in der gesamten Firmenpräsentation namentlich nirgendwo mehr auftaucht. Die von dessen (?) Professoren Mats Leijon und Hans Bernhoff hervorgebrachte Seabased bezieht sich nur auf die Zusammenarbeit mit dem Centre for Renewable Electric Energy Conversion und anderen Forschungsgruppen der Universität Uppsala (s.o.), während die beiden Professoren-Unternehmensgründer auch als Erfinder des Systems auftreten.

Das relativ einfache Prinzip besteht aus einem Schwimmer, der an einem Seil zieht, das mit einem am Meeresboden verankerten Lineargenerator verbunden ist – dessen bewegliche starke Magnete von einer ganz gewöhnlichen Stahlfeder wieder nach unten gezogen werden.

Eine typische Wellenfarm mit 10 – 200 MW würde zwischen 2.000 und 10.000 Einzelanlagen erfordern, wobei alle 40 bis 100 Einheiten mit einer Niederspannungs-Verbindungsstation unter Wasser verbunden sind (roter Pfeil), von denen wiederum alle 20 bis 100 Stück an eine Anlage mit mittlerer Spannung angeschlossen sind (gelber Pfeil). Von hier aus wird der gewonnene Wechselstrom ins Netz geleitet.

Die Forschungsarbeiten an der Universität Uppsala werden unter anderem durch die schwedische Energiebehörde, die Ångpanneföreningen Forschungsgemeinschaft, die Gothenburg Energy, den Kabelhersteller Draka Holding NV, den norwegischen Energieversorger Statkraft, den finnischen Energieversorger Fortum und den schwedischen Energieversorger Vattenfall finanziert. Die beiden letzteren sind auch die ersten, welche die Wellenkraftanlage von Seabased bestellen. In Zusammenarbeit mit Vattenfall und der schwedischen Energiebehörde führt das Unternehmen auch eine Standortstudie für ein Wellenkraftwerk mit 10 – 15 MW Leistung durch. Parallel dazu wird mit dem Bau von 4 Stück 20 kW und einer 50 kW Anlage begonnen.

Seabased beginnt im ersten Halbjahr 2008 mit der Produktion seiner Anlagen und der Errichtung einer Pilotfarm in Skagerrak, rund 2 km westlich vom Leuchtturm Islandsberg bei Gullholmen im Verwaltungsbezirk Lysekil, wo sich auch die Produktionsstätte befindet. Bis 2010 sollen hier bis zu 40 Generator-Bojen im Einsatz sein. Im September 2008 liefert das Unternehmen seine erste Anlage an Vattenfall. Sie besteht aus zwei 20 kW Bojen und einer Niederspannungs-Verbindungsstation und wird genau ein Jahr später, im September 2009, am Umweltzentrum Runde an der norwegischen Küste zu Wasser gelassen. Die Mini-Farm soll 2 – 3 Jahre getestet und anschließend bewertet werden.

An einem schwimmenden Wellenkraftwerk arbeitet auch die Firma Interproject Service AB (IPS) aus Bettna. Gemeinsam mit der Technocean (TO) wird eine Bojenanlage namens IPS OWEC Buoy (auch: Slack Moored IPS Point Absorber) entwickelt, deren jüngste Patente von 1996 stammen. Die beteiligte Gruppe hat zwischen 1994 und 1996 das Projekt OWEC-1 Offshore Wave Energy Converters organisiert. Insgesamt fließen über 20 Jahre an theoretischen und praktischen Studien, Labortests in einem Wellentank in Irland und Versuche auf See mit maßstabsgerechten Anlagen von 6 – 8 m Länge in das System ein, das einen Wirkungsgrad von bis zu 35 % erreichen soll.

Geplant sind Einzelanlagen zwischen 19 kW und 150 kW, die sich zu Farmen bis 100 MW zusammenschalten lassen. Die Idee einer Begrenzung des Antriebhubs durch eine Verbreiterung der Passage, in der sich der Wasserkolben bewegt, ergibt einen sehr funktionalen Überlastschutz für die IPS Boje. Trotzdem scheint das Projekt später nicht weiterverfolgt worden zu sein.

Das 1987 gegründete schwedische Unternehmen Sea Power International AB in Solna arbeitet ab 1999 an zwei Generatoren, von denen der eine mittels der Gezeitenströmung (s.d.), der andere von Wellen angetrieben wird. Dabei handelt es sich um ein System namens Floating Wave Power Vessel (FWPV), dessen erste Testmodelle am Chalmers Institute of Technology (CTH) in Göteborg untersucht werden.

Anschließend wird eine 160 t schwere schwimmende FWPV Pilotanlage mit 20 kW Leistung konstruiert, die während einer 8-monatigen Testperiode vor der norwegischen Küste Wellen von bis zu 12 m Höhe übersteht. Geplant wird auch eine 1,5 MW Anlage, die vor den britischen Shetland-Inseln installiert werden soll. Ab 2002 beschäftigt sich Sea Power jedoch primär mit seinem Strömungskraftwerk und die Wellenenergie wird nicht weiter verfolgt.

Der WaveReaper der 2008 gegründeten Firma WavePartner in Stockholm ist ein selbstjustierendes System, das sich automatisch der Wellenhöhe anpaßt. Lizenzen für die 15 kW Anlagen, bei denen Kunststoff-Fässer aus PVC, die meerwasserresistent sind und eine Hubkraft von jeweils ca. 100 kg besitzen, sowie eine mechanische Energieübertragung zum Einsatz kommen, sollen kostenlos vergeben werden. Man will einen Prototyp bauen, doch von einer tatsächlichen Umsetzung ist bislang nichts zu finden.

Gemeinsam mit der non-profit Organisation o2gruppen wird an noch weiteren Systemen gearbeitet, von denen es bislang aber auch nicht mehr als ein paar Grafiken gibt. Mit einem Aland-Wing soll die Meeresströmung zur besseren Vermischung des Meerwassers genutzt werden, die Oxygenplant (in Schwedisch Syreverk) ist eine wellenbetriebene Sauerstoffpumpe, und der Saltlock soll eine Sperre zur Steuerung des Zuflusses an frischem Salzwasser bilden – alles für die Belebung der Baltischen See. Das Ganze ist noch im sehr frühen Planungsstadium.

Die Vigor Wave Energy AB wird 2009 in Göteborg gegründet, um eine völlig neue Art von Wellenenergie-Konverter namens Vigor Wave Energy Converter zu kommerzialisieren, der das Wasser und die Luft als quasi mechanische Teile zur Stromerzeugung nutzt. Berechnungen zeigen ebenso wie Simulationen und praktische Versuche im Wellentank, daß das Konzept in der Lage ist, auf kostengünstige Weise sehr hohe Energien zu extrahieren.

Technisch erinnert die auf dem Wasser liegende Röhre an das bereits beschriebene Anaconda-System der britischen Firma Checkmate Seaenergy UK (s.o.). Wellenbewegungen drücken Wasser und Luft in der Röhre voran und erzeugen damit den Druck, der das Wasser durch eine Turbine preßt, die sich in einer zentralen Schwimmplattform befindet, an die verästelt mehrere Schläuche angeschlossen sind. Ein relativ kostengünstiger einzelner Schlauch soll dabei mehr als 3 MW, eine Farm bis zu 100 MW erzeugen können.

Das Unternehmen scheint ein Spin-of der Chalmers University in Göteborg zu sein, da die GU Holding das Wellenkraft-Projekt VIGOR im September 2008 für den Umweltpreis des Nordischen Rates nominiert.

Ziel des neuen Unternehmens ist die Entwicklung und der Vertrieb von Anlagen zwischen 1 MW und 100 MW, wobei die ersten großen Kraftwerke zwischen 2014 und 2016 an den Start gehen sollen.

Im Jahr 2009 werden Patente in Nordamerika, Europa, Japan und Australien angemeldet. Durch öffentliche Zuschüsse sowie Eigenkapital durch die Ausgabe von Aktien ist das Unternehmen Mitte 2010 mit rund 3 Mio. Kronen ausgestattet, doch für den Bau eines Prototyps im Maßstab 1:4 werden schätzungsweise 8 Mio. Kronen benötigt. Vigor gehört aktuell fünf Partnern: GU Holding (34 %), Daniel Ehrnberg, Erfinder des Systems (30 %), Innovationsbron (8 %), Kaponjären 1 AB (9 %) und AKT Future (9 %).

Mitte 2010 kooperiert Vigor mit der Chalmers University bei der Rechner-unterstützten Optimierung des Systems, wobei ein 200 m langer, 6 m breiter und 1,5 m hoher Schlauch simuliert wird. Dabei werden als (theoretisch) optimale Maße eine Höhe von etwa 90 cm und eine Breite von 4 m festgestellt. Im August 2010 erhält das Unternehmen eine Förderung in Höhe von 75.000 Kronen aus dem 50-Year Fund for Science, Technology and Environment des Königs Carl XVI Gustaf.

Im Januar 2009 übernimmt der schwedische Konzern Vattenfall für 500.000 € einen Anteil von 51% der (britischen?) Entwicklungsfirma für Meeresenergie Pandion Ltd., während die Wavebob Ltd. die übrigen 49 % hält. Pandion hat bereits den Antrag gestellt, an der Westküste Irlands kommerzielle Anlagen mit einer Kapazität von über 250 MW zu errichten. Es ist bislang noch nicht zu eruieren, ob es sich bei Pandion um ein seriöses Unternehmen handelt – oder wieso die halbe Million Euro nach Zypern geflossen ist, wo das Unternehmen sein Hauptbüro hat.

Die Firma Ocean Harvesting Technologies AB (OHT) wird im September 2007 in Karlskrona gegründet, um eine innovative und patentierte Technologie weiterzuentwickeln, die eine sehr kostengünstige Energieerzeugung ermöglichen soll. Hierbei wird die Wellenenergie in einem Gegengewicht gespeichert, das über Kabel und Trommeln wiederum den Generator betreibt. Eine 100 kW Anlage für einen Standort mit mittelstarkem Wellenaufkommen soll etwa 14 m lang, 5 m breit und 2 m hoch werden. Dabei würde die Schwimmboje 15 t und das Gegengewicht 10 t wiegen.

Mit Know-how und Finanzierung unterstützt wird OHT durch eine strategische Zusammenarbeit mit Energieversorgungsunternehmen E.ON, die im November 2009 eingegangen wird. Zu diesem Zeitpunkt wird auch am dänischen Hydrologischen Institut in Hørsholm außerhalb Kopenhagens ein Modell im Maßstab 1:20 untersucht.

Im Herbst 2010 wird ein 25 kW Wellenenergie-Konverter gebaut, der im März 2011 in Hanöbukten im Süden Schwedens in den Testbetrieb auf See gehen soll. Die 35 m² große Anlage wird samt Gegengewicht rund 18 t wiegen.

In einer nächsten Phase sollen 6 Anlagen à 100 kW installiert und gemeinsam an das Netz angeschlossen werden. Die erste kleine kommerzielle Farm aus 50 Einzelanlagen mit einem Jahresertrag von rund 25 GWh ist für 2014/2015 geplant. Bisher hat Ocean Harvesting Technologies vom Pier Venture AB und drei privaten Investoren aus Blekinge und Kronoberg Risikokapital in Höhe von 10 Mio. Kronen erhalten.

Im Februar 2010 veröffentlicht Dan Wilhelmsson am Institut für Zoologie der Universität Stockholm seine Dissertation – in der er nachweist, daß die Unterwasser-Fundamente von Offshore-Wind- und Wellenenergieanlagen durch die Schaffung künstlicher Riffe für das Leben im Meer von Vorteil sein können, in dem sie die Zahl der dort lebenden Fische und Krebse erhöhen.

Spanien

Claudio Bianco aus Barcelona präsentiert März 2006 eine Erfindung, die er Kontinuierliche Federspannung nennt und die auf der Nutzung der Schwingungen des Wassers beruht, um eine Feder zu spannen und auf diese Weise elektrischen Strom zu erzeugen. Er bastelt verschiedene Modelle zusammen, die er auf seiner Seite auch detailliert dokumentiert.

2008 kommt das Projekt Hydrospiral hinzu, das unmittelbar mit der beruflichen Tätigkeit Biancoc zusammenhängt, der Strandbademeister ist und das Phänomen der Rückströmung an Meeresstränden gut kennt. Bei seinem Vorschlag sollen die anbrandenden Wellen zu einem Rückflußkanal geleitet werden, der meeresseitig die Form eines Y hat, wodurch an beiden Seiten Wirbelströmungen entstehen sollen, die das Fließgleichgewicht unterstützen. Von einer Umsetzung ist bislang nichts bekannt.

Im Mai 2008 bereitet der spanische Energieversorger Iberdrola die Testphase eines 40 kW Wellenkraftwerks in Santoña, nahe Bilbao an der nordspanischen Atlantikküste, vor, wo die 60 t schwere, 20 m lange und an der Oberfläche 7 m durchmessende PowerBuoy PB40 des US-Unternehmens Ocean Power Technologies Inc. (OPT) im Laufe der nächsten Monate 4 km weit draußen rund 50 m über dem Meeresboden verankert werden soll. Anschließend sollen 9 weitere PB150 Bojen mit jeweils 125 kW dazu kommen, die gemeinsam Strom für 2.500 Haushalte liefern können. Die Gesamtkosten des Projekts belaufen sich auf 3,2 Mio. €.

Für das Santoña Wave Energy Project (SWEP) gründet die Iberdrola-Tochter für erneuerbare Energien, Iberdrola Renovables, bereits im Juli 2006 eine spezielles Joint-Venture namens Iberdrola Energías Marinas de Cantabria an welchem der Mutterkonzern zu 60 % beteiligt ist. Jeweils 10 % halten Total, OPT, das spanische Institut für das Diversifizieren und Sparen von Energie (IDAE) sowie die Entwicklungsgesellschaft Cantabria (SODERCAN). Unterstützung kommt auch aus dem Programa de Fomento de la Investigación Técnica' (PROFIT) des Ministeriums für Industrie, Tourismus and Handel.

An der Installation, die im September 2008 erfolgt, ist auch die britische Spezialfirma Mojo Maritime Ltd. aus Cornwall beteiligt.

Im März 2010 wird OPT mit 2,2 Mio. € aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Kommission gefördert, um das Projekt fortzusetzen. Der Betrag ist Teil einer Förderung in Höhe von 4,5 Mio. €, mit denen das Konsortium motiviert wird. Dieses besteht inzwischen neben der OPT aus dem Wave Energy Centre (Portugal), Fugro Oceanor (Norwegen), DeGima (Spanien), der University of Exeter (GB) und dem ISRI (GB).

Die Presse präsentiert im März 2010 ein Wellenenergiesystem, das in Spanien selbst entwickelt wird und einen besonders hohen Stromertrag verspricht. Der Multiple Wave Energy Converter Lift España (WELCOME) ist ein Vorschlag von Pipo Systems und soll durch ein Konsortium aus der Anortec, dem öffentlichen Forschungsinstitut Platform Oceanic Canary und der Industrial School of Barcelona (CEIB) weiterentwickelt werden. Das Wissenschafts- und Innovationsministerium fördert das Projekt mit 2,1 Mio. €.

Bei dem System, das auf der APC-PISYS Technologie basiert, werden mehrere Bojen an der Oberfläche und einer variabel einstellbaren Tiefe unter Wasser ausgelegt. Da sich die Bojen in entgegengesetzten Richtungen bewegen resultiert daraus eine gleichzeitige Erhöhung ihrer Kraft sowie der zurückgelegten Wegstrecke. Nach Meinung der Erfinder nutzt das System sowohl die potentielle als auch die kinetische Energie der Meereswellen.

In der aktuell laufenden Testphase wird in Barcelona und Gran Canaria ein 100 -150 kW Prototyp im Maßstab 1:5 gebaut, der im Frühjahr 2010 vor der Nordostküste der Kanarischen Inseln ins Wasser gebracht werden soll. Der erste industrielle Farm-Prototyp soll anschließend in Galizien installiert werden und aus mehreren Einheiten von jeweils 8 oder 16 Einzelanlagen bestehen, die gemeinsam bis 20 MW erzeugen sollen. Der Strom sei insbesondere für den Betrieb von Entsalzungsanlagen gedacht.

Die im Mai 2008 gegründete baskische Firma Oceantec Energias Marinas S.L. in Zamudio ist ein Joint-Vernture der staatlichen Iberdrola (2/3) und der privaten Tecnalia Research & Innovation (1/3). Unternehmensziel ist die Entwicklung und Vermarktung des Oceantec Wave Energy Converter, wofür das Unternehmen mit 4,5 Mio. € ausgestattet wird. Man stützt sich auf Vorarbeiten von Tecnalia seit 2004, die 2006 ein Patent für die Technologie beantragt und ab 2007 Simulationen und Modelltests durchführt.

Im September 2008 erfolgt ein zweimonatiger See-Test mit einem Prototyp im Maßstab 1:4, 2009 wird an den Kraftübertragungssystemen gearbeitet, die auch schwere Schwungscheiben beinhalten. Der erste Prototyp in voller Größe soll 2011 in den Testbetrieb gehen, gefolgt 2012 von einer Pilotfarm aus mehreren Einzelanlagen.

2010 arbeitet Tecnalia auch selbst an einer Wellenenergie-Maschine namens Biscay Marine Energy Platform (BIMEP), von der es bislang aber nur hübsche Animationen gibt. Es handelt sich um eine große Boje.

Südafrika

Der staatliche Energieversorger Eskom führt 2002 eine Untersuchung zur Beurteilung der Meeresenergie entlang der südafrikanischen Küste durch, wobei neben den Meereswellen auch Meeresströmungen, die Gezeiten und die thermische Leistung des Meeres als potentielle Energiequellen analysiert werden. Da die Ergebnisse zeigen, daß Gezeitenkraftwerke und ozeanthermische Anlagen noch nicht umsetzbar sind, konzentriert man sich auf die Wellen- und Strömungsenergie.

Auf dem erstem Ocean Energy Workshop im Jahr 2008, organisiert von Eskom und Saneri, wird festgestellt, daß Südafrika ein Bienenstock an Tätigkeiten in diesem Bereich ist. Viele Investoren und Projektentwickler sind derzeit mit Studien beschäftigt, wie sie die Energie des Meeres nutzen können. Eskom zufolge liegt das Potential der Wellenkraft entlang der südafrikanischen Küste zwischen 8.000 und 50.000 MW. Bevorzugte Standorte liegen entlang der Süd-, Südost- und Westküste des Landes.

Im Mai 2009 vereinbaren die Eskom und das South African National Energy Research Institute (Saneri) gemeinsam nach einem Standort für die Errichtung einer Forschungsbasis für Wellenenergie-Technologien zu suchen, wo entsprechende Systeme entwickelt und demonstriert werden können.

Außerdem sollen bis Mitte 2010 fünf verschiedene Systeme ausgewählt werden, die dann zwischen 2012 und 2015 auf ihre Anwendbarkeit untersucht werden.

Südkorea

Das koreanische Ministerium für Maritime Angelegenheiten und Fischerei (MMAF) erforscht und entwickelt ab 2004 (?) ein Wellenkraftwerk mit einer hydraulischen Turbine, wie auch eine Kraftwerk, das die Temperaturdifferenz zwischen höheren und tieferen Schichten Meerwasser nutzt (s.u. Temperaturgradient).

Unter den vielen YouTube-Clips, die inzwischen das Netz überschwappen, stammt einer vom November 2008. In ihm wird eine einfache, mechanisch funktionierende Wellenenergieanlage gezeigt, die in erster Linie aus einem schwimmenden, handelsüblichen Container besteht. Die Schwimmboje, die den Generator über Kettenzüge und Schwungräder betreibt, ist innerhalb des Containers plaziert. Man sieht, daß die Stromabgabe relativ kontinuierlich erfolgt. Leider ist es mir nicht gelungen, weitere Details darüber herauszufinden.

Veröffentlichten Forschungsberichten zufolge beschäftigen sich mindestens die Muongji University in Gyeonggi, die Kwandong University in Gangwon, die Kyushu University, die Korea Maritime University und das Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KORDI) auch mit dem Thema Wellenenergie. 2009 erscheint beispielsweise eine Arbeit unter dem Titel ‚Leistungsuntersuchung an dem Wellenenergie-Umwandlungssystem im östlichen Wellenbrecher des Hafens Jeju’. Dort befindet sich ein 60 m langer Caisson an dem Messungen durchgeführt werden. Details über die technische Ausstattung konnte ich bislang nicht eruieren.

In weiteren Clips, die im August 2010 veröffentlicht werden, zeigt das koreanische Unternehmen waveenergy ein kleines Wellenkraftwerk namens Sharens Wave Energy (o. Poseidon wave generator), das mittels eines Klappenmechanismus erfolgreich 1 kW Strom erzeugt. Es steht direkt am Strand und soll im regulären Einsatz nur rund 30 m vom Strand entfernt installiert werden.

Das Unternehmen arbeitet mindestens seit 2009 an der in Korea bereits patentierten Technologie, da zu diesem Zeitpunkt die Homepage freigeschaltet wird. Möglicherweise geht es auf Arbeiten am KORDI und der Korea Maritime University aus dem Jahr 2005 zurück.

Im September 2010 berichten die Blogs über den Wave and Solar Energy Generator (WSG), der von vier südkoreanischen Designern entwickelt wird. Das Konzept soll neben den Wellen auch die Gezeitenströmung sowie die Solarenergie nutzen. In den Felafel-förmigen Bojen befindet sich eine Seilzugmechanik, die an den Generator anschlossen ist.

Der vom System generierte Strom wird durch ein Unterwasserkabel übertragen, wobei ein Teil der erzeugten Energie dazu verwendet wird die mit Solarzellen belegten Bojen in der Nacht leuchten zu lassen, damit keine Schiffe oder Boote versehentlich durch die Wellenfarm pflügen.

Tahiti

Die Gesellschaft zur Erforschung und Entwicklung Polynesiens (Société d'études et de développement polynésienne, SEDEP) beschäftigt sich seit 2004 auch mit dem Thema Wellenenergie.

Im Dezember 2008 soll am Papara Riff die zu jenem Zeitpunkt weltweit dritte OWC Wellenenergie-Anlage (nach Schottland und Australien) entstehen.

Türkei

Im November 2001 stellt Metin Çokan aus Ankara das Konzept eines schwimmendes Wellenenergiesystems vor, von dem er ab April 2004 auch ein Modell baut, nachdem er von der türkischen Firma Kosgeb 70.000 € geliehen bekommt und auch von der Firma Tübital finanziell unterstützt wird. Çokan hat von 1958 bis 1992 an der Entwicklung gearbeitet, bis er 2001 ein internationales Patent darauf erhält.

Die Anlage in voller Größe wird im Mai 2005 erstmals gewassert, schaukelt aufgrund ihrer geringen Größe aber wie ein Boot in den Wellen – und kann wegen dem Mangel an weiterer Finanzierung nicht mehr weiterentwickelt, sprich vergrößert werden. Bis dato hat das Unternehmen 472.000 türkische Lira (vmtl. neue Lira ~ 235.000 €) verschlungen. Trotzdem gründet der Erfinder im Februar 2006 die Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft Naturalist Enerji Ltd., um die Wellenkraftanlage langfristig doch kommerzialisieren zu können.

Im August 2009 unterzeichnet das türkische Energieunternehmen Ünmaksan eine Absichtserklärung mit der norwegischen Firma Langlee Wave Power (s.d.) um – nach dem Test einer Pilotanlage im Jahr 2010 – mittelfristig eine kommerzielle 24 MW Anlage im Wert von rund 1 Mrd. NOK (~ 167 Mio. $) zu errichten. Die Lizenzgebühren, die Langlee bei diesem Projekt einstreichen kann, werden auf etwa 90 Mio. NOK beziffert. Ünmaksan wählt Langlee nach eigenen Angaben unter 70 Mitbewerbern mit den unterschiedlichsten Technologien aus, weil es die robusteste und kosteneffektivste Lösung verspricht.

Ukraine

Seit 1990 existiert die in Kiew ansässige Firma Krok-1 von V. Ovsyankin, der sich u.a. auch mit einer Wellenkraftanlage beschäftigt und dabei im Laufe der Jahre mit der National Aviation University, der National Shipbuilding University, dem Institute of Hydromechanics of NAS of Ukraine, der Kyiv Werft und anderen zusammenarbeitet.

Das flexible, schwimmende System besteht aus langen Achsen, um welche spiralförmige Flächen gewunden sind, die von den Wellen zur Rotation gebracht werden. Am Ende der Achsen befinden sich die Generatoren zur Stromerzeugung. Auf eine Breite von 1 km sollen sich bis zu 24 Module installieren lassen, die je nach Standort und Wellenstärke jeweils 0,5 – 3 MW erzeugen können. Als Installationskosten werden 3.500 – 4.000 $/kW angegeben.

Es werden verschiedene kleine Modelle gebaut und im Wellentank untersucht. 2006 wird auf der Kyiv Werft der Prototyp WPP-10 mit einer Leistung von 10 kW zusammenmontiert und im März/April 2007 bei der Militär-Forschungsbasis in Sevastopol im offenen Wasser gestestet. Die tatsächliche Leistung des in der Ukraine patentierten Geräts beträgt 2 – 3 kW.

Für eine 2 MW Anlage im Schwarzen Meer, die Ende 2008 durch den Akademischen Rat des Landes geprüft und genehmigt wird, sind Investitionskosten in Höhe von 8 Mio. $ erforderlich. 2009 wird als erster Schritt zur Umsetzung eine Einverständniserklärung über die Teilnahme der Firma Bosch Rexroth an dem WPP Bauvorhaben unterzeichnet. Aktuellere Informationen gibt es bislang noch nicht.

 

Ein weiteres Unternehmen, das auf dem Gebiet der Wellenenergie aktiv ist, ist die bereits seit 1954 bestehende Firma Design Bureau Yuzhnoye SDO, die ursprünglich zur Entwicklung ballistischer Interkontinentalraketen gegründet wurde. Zwischen 1962 und 2005 wurden außerdem rund 400 Satelliten entwickelt und gestartet, 70 Raumfahrzeuge und 12 Trägersysteme entwickelt.

2005 stellt das Unternehmen in Dnepropetrowsk ein Wellenkraftwerk mit der Bezeichnung Sea Wave Electrical Power Complex (SWEPC) vor, das gemeinsam mit der lokalen National University entwickelt wird und zur Herstellung von Wasserstoff gedacht ist. Die Anlage mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 % soll in Größen zwischen 1 kW und 3 MW gebaut werden können. Eine 10 kW Anlage mit 4 Jahren Lebensdauer würde rund 10 t wiegen, die Maße 22 x 5 x 4 m besitzen und mit 8 Rotoren ausgestattet sein. Unter dem Namen UKRAINE-1 wird ein graphischer Entwurf gezeigt, bei dem es sich um eine 8,6 t schwere Anlage mit einer Nennleistung von 20 kW geht, dessen Projektentwicklung 125.000 € kosten soll.

Ein Modell VGE / UKRAINE-2 mit rund 50 t Gewicht wird ebenfalls entworfen, es soll 120 kW leisten und für die Projektentwicklung werden 250.000 € veranschlagt, während die Baukosten auf 400 Mio. € geschätzt werden (!).

Ein kleines Versuchsmodell, das gebaut und auf See getestet wird, zerbricht 2006 während eines Sturmes im Schwarzen Meer.

Ein ähnliches Modell namens Waversurfer wird derzeit in Sebastopol im Auftrag der in Dnepropetrovsk ansässigen Firma CORAL fertig konstruiert und soll anschließend nach Sri Lanka ausgeliefert werden.

Für das jüngste Foto danke ich meinem Freund Hans-Georg Baldszun, der die Ukraine häufig bereist. Leider habe ich den Eindruck, daß der Modellbau noch immer mit alten Ölfässern u.ä. Materialien erfolgt, die für dieses Einsatzfeld völlig ungeeignet sind – wenn man von kurzzeitigen 3.-Welt-Lösungen absieht, die dann aber auch lokal und eigenhändig hergestellt werden sollen und können.

Die Vereinigung Novij Energija mit Sitz in Kiew entwickelt in Dnepropetrovsk einen Wellenkraftwerkstyp, bei dem die Kräfte zwischen den Wellenbewegungen und der Beharrungskraft eines Gyroskops zur Energie-Gewinnung genutzt werden sollen.

USA

Ein ausgesprochen frühes Patent zur Nutzung der Wellenenergie stammt von I. L. Roberts aus dem Jahr 1881 (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 1930ern bekommt ein System zur Nutzung der Wellenenergie, das von einem Erfinder aus Los Angeles stammt, reichlich Presse.

Die von diesem vorgeschlagenen gewaltigen runden Bojen besitzen einen sogenannten ‚inertia motor’, der im Grunde aus einem sehr schweren Gewicht besteht, das der hebenden Energie der Welle Widerstand entgegengesetzt. Dadurch werden Kolben in Zylindern bewegt, die einen Ölkreislauf unter hohem Druck erzeugen, der wiederum eine Turbine antreibt, durch deren Generator Strom erzeugt wird.

Der Vorschlag schafft es sogar auf das Titelblatt der Modern Mechanix vom August 1932.

Nur zwei Jahre später, im Mai 1934, wird über die Erfindung von Chester E. Shuler, ebenfalls aus Los Angeles, berichtet. Dessen System besteht aus großen Schwimmern mit festen Betonfundamenten, die mittels Gegengewichten und einem Getriebe die Bewegungen der Welle in nutzbare Energie umsetzen.

Dabei wird die zyklische Zugkraft auf ein großes Schwungrad in der Transformerstation an Land übertragen. Aus der Darstellung wird deutlich, daß für diese Idee wohl eine der damals überall in Amerika verbreiteten Öl-Förderpumpen Pate gestanden hat.

Die Firma Lockheed experimentiert Anfang der 1970er Jahre mit einem Dam-Atoll aus schwimmenden Inseln von 80 m Durchmesser, die sich wie Frisbee-Scheiben im Wasser wölben und jeweils 1 – 2 MW abgeben sollen. Tatsächlich wird ein Modell im Maßstab 1:100 gebaut und getestet. Ein 1979 erteiltes Patent (Nr. 4.125.895) ist inzwischen zwar ausgelaufen, dennoch verfolgt der ehemalige Patentinhaber Leslie S. Wirt zusammen mit Duane L. Morrow aus Kalifornien die Weiterentwicklung dieser Technologie auch noch 2008 - ohne daß es jedoch Anzeichen für eine Umsetzung gibt.

Dies ist insofern schade, als daß das Design des Damm-Atolls mit seiner 100 m durchmessenden Kuppel eine zentrale zylindrisch-vertikale Kammer vorsieht, in der das Wasser zu einer flüssigen Schwungscheibe geformt wird. Es ist dieser Strudel aus konzentrierter Wellenenergie, der die Turbine antreibt.

Interessant ist vielleicht noch, daß ein Paul F. R. Weyers aus Sunnyvale gemeinsam mit Lockheed 1981 ein weiteres Patent (Nr. 4.327.296) beantragt, das 1982 auch erteilt wird. Der Wave-powered motor hat eine frappierende Ähnlichkeit mit dem Dam-Atoll, wie man anhand der beiden Patentauszüge gut erkennen kann. Bei letzterem ist der nach unten gerichtete Wirbel sogar eingezeichnet. Ich betone dies insofern, als daß eine ähnliche Technologie in wesentlich kleinerem Format (und als Flußkraftwerk) in Form des Gravitationwasserwirbelkraftwerks vorliegt (s.d.) – und daß mein bevorzugtes Synergetisches Modell (s. Teil D) eine ähnliche Wirbeltechnik aufweist, die allerdings aufwärts gerichtet ist.

Eine weitere einfache von Wellenenergie betriebene Pumpe entwickelt die ‚Scripps Institution of Oceanography’, wo 1983 auch der patentierte Marine Hydroelectric Generator (MHEG) von John Trepl II untersucht wird. Das erste Modell nutzt einen Fahrrad-Dynamo und leistet 3 W. Der Erfinder gründet 1987 in Monarch Beach, Kalifornien, die Firma Marine Hydroelectric Co., um seine Innovation voranzutreiben.

Der MHEG besteht aus einem Schwimmer, der über ein Kabel mit einer Antriebstrommel, einem Beschleuniger und einem Schwungrad verbunden ist, das den Generator mit einer konstanten Geschwindigkeit antreibt.

1984 wird ein 50 kW MHEG-System entwickelt und hergestellt und von der Texaco Corp. die Plattform Helen vor der kalifornischen Küste angemietet, um zwischen Juli und November entsprechende Versuche durchzuführen. Als Ergebnis wird ein Wirkungsgrad von knapp 30 % festgestellt, womit eine 26 m große Anlage 1 MW leisten könnte.

Die Technologie wird auch von der University of Texas in Austin untersucht und bestätigt, und als erwartete Lebensdauer werden 50 Jahre angegeben. Für den Bau der ersten kommerziellen Anlagen werden 22 Mio. $ veranschlagt, wobei ein 150 kW und ein 1 MW System ins Auge gefaßt werden.

Um die Technologie auch außerhalb der USA zu kommerzialisieren wird 1994 in Tahiti die Tochter Energie Environnement De Polynesie (EEP) gegründet, die mit der Gemeinde Uturoa in Französisch-Polynesien einen langfristigen Vertrag unterzeichnet.

2006 führt Price Waterhouse eine unabhängige Untersuchung des MHEG-Systems durch. Hier wird Trepls Firma allerdings World Energy Corp. (WECORP) genannt. Über tatsächliche Umsetzungen der Technologie ist bislang nichts zu finden – aber immerhin ist das Unternehmen auch 2010 noch Online.

Am Institut of Oceanography in Kalifornien wird ebenfalls an einem Wellenenergiewandler, der im Wasser steht, gearbeitet. Beim Eintauchen des Schwimmkörpers schiebt sich Wasser durch eine lange Röhre in ein Reservoir. Das Wiederausströmen des Wassers läßt sich durch das automatische Schließen eines Klappenventils verhindern. Ist das Reservoir gefüllt, strömt Wasser über eine Reihe von Turbinen zurück ins Meer. Andere Vorschläge betreffen 1 x 2 m große Aluminiumplatten, die der Wellenfront entgegengestellt je 1 kW/h erzeugen sollen. In den Folgejahren wird aber keines dieser Modelle ernsthaft weiterentwickelt.

Die 1978 gegründete Ocean Wave Energy Co. (OWECO) in Bristol, Rhode Island, arbeitet an der Kommerzialisierung ihres OWEC Ocean Wave Energy Converter für den sie vom Gouverneur von Rhode Island auch schon einen Energy Innovation Award bekommen hat. Es handelt sich um ein selbsttragendes, skalierbares und schnell montierbares System, das 1980 patentiert wird (Nr. 4.232.230).

1982 werden drei verschiedene Modelle in Wassertanks getestet, die alle auf einer Anzahl von Schwimmkugeln beruhen, welche mittels Gestängen an zentral und fest installierten Wandlerkugeln befestigt sind. 1987 gibt es ein weiteres Patent (Nr. 4.672.222), und 1989 werden Komponenten in voller Größe entwickelt. Ab 2000 werden weitere Struturanalysen und Simulationen durchgeführt, die zu einem weiteren Patent (Nr. 7.352.073) im Jahr 2008 führen. Aktuellere Informationen gibt es bislang nicht.

Die Technologie des Delbuoy Wellenergie-Wandlers wird Ende der 1970er und im Laufe der 1980er Jahre von Dr. Charles M. Pleass und Douglas C. Hicks entwickelt. Es geht dabei um eine einfach herzustellende Boje, die Meerwasser entsalzen soll. Die Erfinder erhalten Patente für das System, führen an der Südwestküste von Puerto Rico erfolgreiche See-Tests durch und machen große Fortschritte in Richtung einer Kommerzialisierung der Technologie. Es gelingt ihnen mehrere Monate lang einen Prototyp zu betreiben der Trinkwasser herstellt. Bei durchschnittlichem Wellenaufkommen kann die Anlage pro Tag 300 – 500 Gallonen Trinkwasser aufbereiten.

In den späten 1980ern wird die Installation auf dem Testgelände in St. Croix sogar von Horizon International in einer Co-Produktion mit dem deutschen Fernsehen gefilmt und ausgestrahlt. Für den anschließenden Mißerfolg wird das Mißmanagement der Firma verantwortlich gemacht, welche die Lizenz von der University of Delaware erworben hat. Außerdem geht das gesamte Equipment durch den Hurrikan Hugo verloren. Seitdem ruht das Projekt.

Schon 1979 erfunden und 1982 patentiert versuchen die Erfinder Herbert K. Sachs und George A. Sachs aus Michigan 2007 noch immer – inzwischen mit einem neuen Design – mit ihrem GyroWaveGen (bzw. generic GyroGen) auf den Markt zu kommen.

Zur Stabilisierung der Position gegenüber den Kräften der Welle wird hier ein Schwungrad eingesetzt. Die Firma Paradyme Systems (früher Paradigm Systems) in Michigan kündigt an, bis Ende 2007 eine Homepage mit ausführlichen Informationen freizuschalten. Was 2010 allerdings noch immer nicht erfolgt ist.

Aus den 1980er und 1990er Jahren gibt es eine Vielzahl von Wellenkraft-Patenen aus den USA, von denen ich hier nur einige Wenige als Beispiele erwähnen möchte. Die Counter-rotating wave energy conversion turbine von Michael E. Mccormick aus Annapolis (Nr. 4.271.668 von 1981), das Spaced apart wave generator float array von Glenn E. Hagen aus New Orleans (Nr. 4.392.349 von 1983), ein Wave driven power generation system von Carroll K. Gordon, ebenfalls aus New Orleans (Nr. 4.781.023 von 1988) oder die Oscillating force turbine von Mansel F. Fox aus Edwards AFB (Nr. 5.005.357 von 1991).

1994 gibt die Firma Ocean Power Technologies (OPT) bekannt, daß sie ein völlig neues Verfahren zur Nutzung der Wellenenergie entwickelt hat, das ohne jede Art störanfälliger Turbinen auskommt. Statt dessen werden Plastikfolien zwischen dem Meeresgrund und Flößen, die auf der Wasseroberfläche schwimmen, gespannt. Diese Folien enthalten piezoelektrische Elemente, welche die Verformungsenergie in Elektrizität umwandeln. Bis 1996 soll eine erste Versuchsanlage mit 100 kW Leistung in Betrieb gehen, doch weitere Informationen dazu gibt es nicht mehr, während sich die Firma inzwischen der Bojen-Technologie zugewandt hat (s.u.).

Die Piezo-Technologie wird allerdings nicht aus den Augen verloren und von verschiedenen anderen Firmen weiterentwickelt (s.a. Micro Energy Harvesting).

Das Startup-Unternehmen Ocean Motion International mit Sitzen in Colorado und Oregon wird 1990 gegründet und patentiert 1995 mit der WavePump ein relativ einfaches System zur Nutzung der Wellenergie. Der Wasserdruck mehrerer kombinierter Einzelanlagen soll dann eine Turbine antrieben.

Das OMI Combined Energy System (CES) wird Küstenstädten und -gemeinden angeboten. Die geplanten Offshore-Plattformen sollen 5 bis 50 MW produzieren, wobei neben der Stromproduktion und einer RO-Einheit zur Wasserentsalzung auch die technischen Möglichkeiten zur Energiespeicherung mittels einer ‚on board’ Wasserstoffherstellung installiert sind.

Im spanischen Golf von Cadiz werden Versuche unternommen um das Konzept zu optimieren, und 2002 wird ein 1:20 Funktionsmodell in Dana Point, Kalifornien, öffentlich vorgestellt. Seit 2004 hört man allerdings nichts mehr von dem Unternehmen.

Im Jahr 2000 erfindet und patentiert Steve Khachaturian das VersaBuoy Floating System, für dessen Entwicklung und Vermarktung er in Urbana, Illinois, die Versabuoy International LLC gründet.

Die Technologie, die nur halb soviel kostet wie die bislang für die Tiefsee hergestellten Ölplattformen, ist modular aufgebaut und erlaubt neben der Nutzung der Wellenenergie auch gleichzeitig die der Windenergie. Kleinere Modellversuche im Maßstab 1:50 verlaufen vielversprechend, ebenso ein sechswöchiges Testprogramm im Offshore Model Basin im kalifornischen Escondido. Später werden vier verschiedene Konfigurationen im Golf von Mexiko getestet, wobei sie auch einen 100-Jahre-Hurrikan schadlos überstehen. Das System besitzt eine Reihe von Stützen, die im inneren in mehrere Tanks aufgeteilt sind. Wie die Energieumwandlung konkret verlaufen soll, konnte ich nicht feststellen (oder habe es nicht verstanden). Von einer praktischen Umsetzung ist nichts bekannt.

Im November 2003 beginnt das Unternehmen Independent Natural Resources Inc. (INRI) aus Eden Prairie in Minnesota mit den Tests an seinem neuen, patentierten Wellenenergie-System namens Seadog am Offshore Technology Research Center der Texas A&M University. Nach der Erstellung eines Businessplans, der 2004 veröffentlicht wird, erfolgen praktische Erprobungstests an der Küste von Surfside, Texas, und später, ab dem März 2007 auch im Golf von Mexiko. Hier wird eine 10,5 m hohe und 8,6 t schwere Boje ins Wasser gebracht.

Eine einzelne Seadog-Pumpe, die im Grunde aus einem großen und einem kleinen Zylinder besteht, kann je nach Wellengang bis zu 150.000 l Meerwasser pro Tag pumpen. Ein Teil davon soll gleichzeitig entsalzt werden.

Später stellt das Unternehmen eine vergrößerte Version für einen einjährigen Test an der Nordküste Kaliforniens her, der Ende 2008 bis Anfang 2009 stattfinden soll. Außerdem werden mit verschiedenen Interessenten Projekte im Umfang von 14 bis zu 200 Systemen besprochen. Die letzten Meldungen auf der Homepage stammen von 2008, als das Unternehmen die Tochterfirma Renew Blue Inc. gründet, die sich mit der Lizensierung der Seadog-Technologie beschäftigen soll.

Renew scheint dabei erfolgreich zu sein, denn schon im Oktober 2009 gibt die Firma bekannt, daß das Texas General Land Office die Errichtung der ersten Wellenfarm des Bundesstaates genehmigt hat. Ozeanwasser und Wellenenergie sollen entsalztes Wasser produzieren – das anschließend als weltweit erstes ohne fossile Brennstoffe hergestelltes Flaschenwasser abgefüllt werden soll. In der Nähe von Freeport sollen schon bald 3.000 Gallonen pro Tag auf Flaschen gezogen und vertrieben werden. Falls es eine Hype wird, kann man von einer sehr lukrativen Geschäftsidee der Marke Renew Blue (‚Environmentally Friendly Bottled Water’) sprechen.

Die modulare 46 x 23 m große Offshore-Plattform mit 18 Seadog-Pumpen, die außerhalb von Houston hergestellt wird, soll Ende 2009 oder Anfang 2010 etwa 1,5 km vor der Küste in einer Wassertiefe von etwa 25 m installiert werden und 60 kW produzieren, von denen nur 4 kW als Zusatzenergie für die tägliche Wasserproduktion benötigt werden. Doch es gibt Verzögerungen, und erst im Mai 2010 erhält das Unternehmen auch die Genehmigung des U.S. Army Corps of Engineers, die aufgrund des Flüsse- und Hafengesetzes von 1899 erforderlich ist.

Laut einer Studie des Electric Power Research Institute (EPRI) vom Januar 2005 liegt die gesamte Wellenkraft an den Küsten der USA bei ungefähr 2.100 Terawattstunden pro Jahr. Das entsprechende Förder-Programm des US-Energieministerium zur Nutzung dieser Energiequelle wird zwischenzeitlich zwar aufgegeben, trotzdem entwickeln verschiedene Firmen wie Ocean Power Delivery, AquaEnergy Group oder Ocean Power Technology die unterschiedlichsten Prototypen weiter.

Vom September 2005 datiert der Vorschlag der Oregon State University (OSU), einen Lineargenerator und Permanentmagnete zu nutzen, um die Wellenschwingungen in elektrische Energie umzuwandeln. Während der Magnetanker fest mit dem Meeresboden verbunden ist, wird die Spule des Generators an der auf und ab schwingenden Boje befestigt. Das an der Universität entwickelte Konzept kann 250 kW erzeugen, wodurch 200 Bojen ausreichen würden, um den gesamten Geschäftsbereich von Portland mit Strom zu versorgen. Im Herbst 2007 wird ein erster Prototyp vor der Küste Oregons installiert.

Motor der Entwicklung ist Prof. Annette von Jouanne, die sich seit 1998 mit der Wellenenergie beschäftigt und schon früh von der National Science Foundation (NSF) unterstützt wird.

2007/2008 führt die Universität zusammen mit der 2005 gegründeten Firma Columbia Power Technologies LLC (CPT) und der U.S. Navy eine Evaluierung von 18 verschiedenen Wellenkraftwerken mit Direktantrieb durch und benennt 5 davon als vielversprechend. Diese Versionen werden als 200 W Modelle nachgebaut und im Wellentank getestet. Außerdem werden Simulationen für Baugrößen von 100 kW durchgeführt sowie Kalkulationen der Herstellung, Installation, Wartung usw.

Im September 2008 führen die OSU und die CPT eine Reihe erfolgreicher Feldversuche durch, die für die CPT die Grundlage einer späteren Kommerzialisierung bilden sollen. Bei dem 11. Prototyp handelt es sich wieder um den Lineargenerator der OSU, der diesmal als 10 kW-Version ausgeführt und rund 4 km vor Newport fünf Tage lang im offenen Wasser getestet wird.

Die Columbia Power Technologies aus Charlottesville, Virginia, bei deren Gründung neben der OSO insbesondere die Firma Greenlight Energy Resources Inc. involviert ist, soll ein Kraftwerk mit möglichst wenigen Teilen, einem Direktantrieb und einem Permanent-Magnet Generator entwickeln. Die enge Kooperation mit der OSU besteht bereits seit 2005.

Als das DOE Mitte September 2009 die Förderung von 22 Hydro-Energie-Projekten mit der bescheidenen Summe von insgesamt 14,6 Mio. $ bekanntgibt, ist auch CPT mit dabei, die 600.000 $ für die Fortsetzung ihrer Forschungsarbeit bekommt, während mit weiteren 750.000 $ eine full-scale Demonstrationsanlage gebaut werden soll. Aus dem im Oktober verabschiedeten Verteidigungsetat des Folgejahres gibt es 2,4 Mio. $ für Bojen, die an Navy-Standorten installiert werden sollen, und aus einer Art KMU-Programm weitere 150.000 $.

Im Juni 2010 schließt CPT eine Forschungsvereinbarung mit GL Garrad Hassan, dem weltweit größten Beratungsunternehmen für erneuerbare Energie, um seine inzwischen Manta Wave Energy Converter genannte Anlage weiterzuentwickeln und zu optimieren. Schon Ende des Jahres soll ein Prototyp im Puget Sound in Testbetrieb gehen.

Im Dezember 2004 gewinnt der damals 17-jährige Aaron Goldin aus Encinitas, Kalifornien, an seiner San Dieguito High School Academy im kalifornischen Encinitas mit seinem Autonomuos Gyroscopic Ocean-Wave-Powerd Generator (Gyro-Gen) den mit 100.000 $ dotierten und von Siemens Westinghouse gestifteten großen Schülerpreis. Die mit einem Schwungrad ausgestattete Schwimmboje nutzt die Trägheit, die der Hubenergie der Welle Widerstand leistet, um mit ihrem Generator diese Wellenenergie in Strom umzuwandeln. Sein Funktionsmodell leistet immerhin 3 W.

Die Juroren behaupten, daß sie bislang weder im Internet noch bei einer Patenterecherche ein ähnliches System gefunden haben – was m.E. jedoch nicht stimmt. Trotzdem beantragt der junge Mann 2005 ein Patent für seine Erfindung, das er 2008 auch erteilt bekommt. Danach hört man allerdings nichts mehr von ihm.

2005 wird kurz über eine Innovation aus dem Jahre 1972 von David Woodbridge berichtet, der damals in Satellite Beach, Florida, die Aqua-Magnetics Inc. (AMI) gründete, die inzwischen von seinem Sohn Thomas, einem ehemaligen NASA-Ingenieur geleitet wird.

Der etwa körpergroße Prototyp des Ocean Swll Wave Energy Converter (OSWEC) steht in der heimischen Garage der Woodbridges, ist den Anforderungen der Küstenwache entsprechend knallgelb angestrichen und hat bei ersten Versuchen schon 10 W erzeugt. In Originalgröße soll die Anlage 160 kW leisten. Woodbridge besitzt sechs amerikanische und internationale Patente, und seine low-cost Entwicklung wird von der Technological Research and Development Authority des Bundesstaates Florida mit 30.000 $ unterstützt. Aus eigener Tasche hat er bis dato etwa 10.000 $ für seine Entwicklung ausgegeben.

Ohne genauere Datierung berichtet das Unternehmen von der Entwicklung eines kleineren und leichteren Generators mit 40 cm Durchmesser und etwa 10 W Leistung, der Positionslichter und Überwachungseinrichtungen von Meerestieren betreiben soll. Als Kooperationspartner werden die Noah Industries Inc. aus Melbourne, sowie Ocean Specialists Inc. aus Stuart, beide in Florida, genannt.

1992 wird vor Melboure, Florida, ein erfolgreicher Versuch mit einer Plattform mit drei Generatoren durchgeführt. Neuere Informationen über die Entwicklung gibt es nicht.

Ebenfalls seit 1992 arbeitet die Firma Float Incorporated aus San Diego an einer Schwimmplattform mit Wellenpumpe namens Pneumatically Stabilized Platform (PSP), die zwischen 1997 und 2001 mit guten Ergebnissen im Rahmen des dänischen Wellenenergie-Programms getestet wird. Die Plattform besteht aus zylindrischen Komponenten die zu einer rechteckigen Form verbunden werden. Jeder Zylinder ist oben verschlossen, an der Basis, zum Meer hin, jedoch offen und enthält Luft bei einem Druck, der leicht über dem normalen atmosphärischen Druck liegt. Zur Stabilisierung des Ganzen sind die einzelnen Zylinder über Ventile miteinander verbunden, womit ein Ausgleich gegenüber unterschiedlichen Druckverteilungen bewirkt werden kann.

Anfang 1993 interessiert sich das Naval Surface Warfare Center für die PSP-Technologie als schwimmende Militärbasis und fördert die Entwicklung eines Prototyps ab August 1995 mit 2,5 Mio. $. Bis Dezember 1996 wird ein Modell mit den Maßen 30 x 90 gebaut und im Offshore Model Basin Wellentank in Escondido, California, getestet. Dieses Modell besteht aus 75 Zylindern, von denen jedoch nur 5 aktiv sind. Ab 1997 wird das Projekt vom Office of Naval Research (ONR) weitergeführt und eine Plattform in der Größe von 150 x 1.500 m geplant, während die Modelltests in Escondido im Sommer 1998 fortgeführt werden. Das letzte Update auf der Homepage des Unternehmens datiert vom August 2006 und legt nahe, daß man im Bereich der Wellenenergie-Nutzung keine weiteren Schritte mehr unternommen hat.

Die seit 1994 bestehenden Ocean Power Technologies (OPT) aus Pennington, New Jersey, arbeiten inzwischen an dem PowerBuoy-System, das ursprünglich von der US-Navy entwickelt wurde und dann ab 1997 insgesamt acht Monate lang getestet wird. Es ist für Wassertiefen von 30 – 60 m ausgelegt, was zumeist einer Küstenferne von 1,5 – 8 km entspricht. Bis 2003 werden diverse Tests vor Atlanic City, NJ, durchgeführt, und 2004 wird ein Joint-Venture mit der spanischen Iberdrola A.A. eingegangen, um dort eine Wellenenergie-Farm zu errichten. Die erste Boje für die Navy wird in Hawaii installiert, für die Geschäfte in Europa wird die Ocean Power Technologies Ltd. im britischen Warwick gegründet, und zum Betrieb eines Unterwasser-Sensorsystems der Lockheed Martin Corp. wird eine 1 kW Anlage entwickelt und getestet.

Im Oktober 2005 wird vor Tuckerton, New Jersey, die erste Demonstrationsanlage mit 40 kW Leistung in Betrieb genommen. Das 15,6 m hohe Gerät schwimmt weitgehend unter Wasser, nur rund 4 m ragen hervor, und der größte Durchmesser nahe der Wasseroberfläche beträgt 3,6 m. Außerdem wird mit der französischen Total S.A. eine Vereinbarung über den Bau einer Wellenenergie-Farm an der Westküste des Landes geschlossen.

Eine weitere 40 kW Anlage wird 2006 etwa 1,5 km vor der Küste Hawaiis installiert, um Strom für die Marine Corps Base der U.S. Navy in Oahu zu liefern, wofür diese 7 Mio. $ bezahlt. Danach sollen weitere fünf noch größere Bojen geliefert und angeschlossen werden, um insgesamt rund 1 MW zu erzeugen. In diesem Jahr wird außerdem ein Vertrag mit der Homeland Security geschlossen, der Standort einer 5 MW Farm im Rahmen des Wave Hub Projekts vor Cornwall festgelegt, die Genehmigung für eine 50 MW Farm vor Reedsport, Oregon, beantragt, ein Vertrag für eine schlüssselfertige 1,25 MW Installation mit der Iberdrola SA geschlossen und eine Marketing-Kooperation mit Lockheed vereinbart.

Eine weitere Versuchsanlage ist 2007 in Spanien bei Santoña geplant. Hier wird ein kommerzielles Netz mit einer Gesamtleistung von 1,39 MW ins Auge gefaßt; Kooperationspartner sind der spanische Energieversorger Iberdrola, der französische Mineralölkonzern Total sowie zentrale und regionale spanische Regierungsstellen. Sollte sich die Technik bewähren wird davon ausgegangen, daß das Wellenenergie-Feld vor Santoña auf 100 MW ausgebaut wird (s.d.). OPT schließt vorsorglich schon mal einen Betriebs- und Wartungsvertrag für die Anlage ab.

Im April 2007 geht das Unternehmen erfolgreich an die Nasdaq-Börse, das Ergebnis sind zusätzliche 90 Mio. $ in der Firmenkasse. Zu diesem Zeitpunkt testet OPT seine ersten 150 kW Anlagen im Rahmen eines Projektes in Reedsport, Oregon, und ab 2008 will man Systeme mit 250 kW Leistung vorstellen. Die anschließend ab 2010 geplanten PowerBuoys mit einer Leistung von 0,5 MW sollen 18,6 m hoch werden, von denen sich 5,4 m oberhalb der Wassers befinden, und einen maximalen Durchmesser von 12,6 m besitzen.

Ende 2007 unterzeichnen OPT und Converteam Ltd. einen Kooperationsvertrag zur gemeinsamen Entwicklung eines Hochtemperatur-Supraleiter-Lineargenerators, der bei den zukünftigen PowerBuoys eingesetzt werden soll. Diese Technologie kann das für die Stromgenerierung notwendige magnetische Feld sehr viel günstiger und – vom Gewicht her – auch wesentlich leichter bereitstellen, als die üblichen Permanentmagnet-Lineargeneratoren. Die exklusive Zusammenarbeit soll mindestens fünf Jahre dauern.

Weitere Höhepunkte 2007 sind 1,9 Mio. $ für das Navy-Projekt in Oahu, ein 1,75 Mio. $ Vertrag zur Versorgung des Deep Water Acoustic Distribution System (DWADS) der Navy, eine 0,5 Mio. $ Vereinbarung mit der PNGC Power zur Herstellung der ersten kommerziellen PB150 Boje in Reedsport, sowie 1,2 Mio. $ aus Schottland für die Herstellung, Installation und Demonstration der neuesten PB150-Generation. Außerdem werden Genehmigungen für zwei 100 MW Farmen bei Coos Bay und Newport, Oregon, beantragt.

Anfang 2008 wird bekannt, daß sich OPT an dem Wave Hub Projekt in Cornwall beteiligen wird. Für den Praxistest am European Marine Energy Centre (EMEC) auf Orkney wird der Standort für eine 2 MW Installation festgelegt. Mit der Firma Leighton Contractors Pty. Ltd. wird die Zusammenarbeit auf dem australischen Markt beschlossen, und mit Griffin Energy die Errichtung einer Farm vor der Küste Westaustraliens.

Im Rahmen des Santoña-Projekts wird die erste PB40ES PowerBuoy ins Wasser gelassen, außerdem bekommt das Unternehmen 2 Mio. $ vom DOE zur Förderung der Bojenherstellung in Reedsport. 2008 führt das Unternehmen außerdem diverse praktische Tests durch, darunter auch im Rahmen des DWADS-Vertrags, der zwischenzeitlich um weitere 3 Mio. $ aufgestockt wird, und im Oktober wird die neue Navy-Boje vor Hawaii ins Wasser gelassen.

An OPT läßt sich gut zeigen, welche Dynamik das Geschäft mit (erfolgreichen) Wellenenergie-Konvertern inzwischen bekommen hat. Anfang 2009 erhält das Unternehmen vom DOE eine Förderung von 2 Mio. $, um im Laufe des zweiten Halbjahres eine PowerBuoy vor der Küste von Reedsport, Oregon, zu installieren. Danach soll die Herstellung und Inbetriebnahme von neun weiteren PB150 PowerBuoys folgen, was für 2010 angedacht ist.

Im Laufe des Jahres wird ferner ein Memorandum of Understanding mit dem Bundesstaat Oregon unterzeichnet, die Oregon Iron Works (OIW) werden ausgesucht, um mit der Produktion der ersten kommerziellen Anlagen zu beginnen, mit denen das 1,5 MW Projekt vor Reedsport bestückt werden soll, und im Rahmen der Kooperation mit Leighton wird ein 66,45 Mio. $ schwerer Vertrag mit der Australischen Regierung geschlossen, bei dem es um die Errichtung einer 19 MW Farm vor der Küste von Victoria geht. Die Arbeiten dafür sollen im zweiten Quartal 2010 beginnen.

OPT gibt ferner den erfolgreichen Testeinsatz seines Underwater Substation Pod (USP) in Spanien bekannt, bei dem es sich um einen Unterwasser-Stromsammler nach dem ‚plug and play’ Prinzip handelt, der für jede Form von Offshore-Energieanlagen geeignet sein soll. Er ist in Zusammenarbeit mit Iberdrola Marinas de Cantabria, Iberdrola S.A., Sodercan, IDAE, und Total entwickelt worden. Außerdem wird 2009 eine Exklusivvereinbarung mit einem japanischen Konsortium geschlossen, an dem die Firmen Idemitsu Kosan Co., Mitsui Engineering & Shipbuilding Co. und Japan Wind Development Co. beteiligt sind. Geplant wird eine Demonstrationsanlage aus drei Bojen, wobei mittelfristig der Ausbau auf mindestens 10 MW ins Auge gefaßt wird.

Mit der US-Navy wird ein weiterer Vertrag über 2,4 Mio. $ geschlossen, bei dem das OPT Stromerzeugungssystem auf das Littoral Expeditionary Autonomous PowerBuoy (LEAP) Programm der Navy übertragen werden soll, für die Weiterentwicklung des Hawaii-Projekts fließen zusätzliche 1,2 Mio. $, und die Zusammenarbeit mit Lockheed Martin wird ausgebaut. Für die beiden Partner zusammen gibt es einen 15 Mio. $ schweren Vierjahresvertrag der Navy und der Homeland Security zur Terrorismusprävention vor den Küsten des Landes.

OPT bietet seine Autonomous PowerBuoys inzwischen in viel verschiedenen Größen an. Das Modell Sub-Mini wiegt 20 kg und leistet 250 mW, Mini mit immerhin schon 1,7 t Gewicht kann 100 W liefern, das 2,3 t schwere Modell Small 500 W und das Modell Medium mit einem Gewicht von rund 20 t leistet 20 kW. Es ist sozusagen für jeden Geldbeutel etwas dabei.

Anfang 2010 bekommt OPT 2,2 Mio. € aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Kommission, um am Standort SantoÒa in Spanien eine seiner Bojen zu installieren. Dieses WavePort genannte Projekt wird von einem Konsortium durchgeführt, das mit insgesamt 4,5 Mio. € gefördert wird und aus folgenden Partnern besteht: Wave Energy Centre (Portugal), Fugro Oceanor (Norwegen), DeGima (Spanien), die University of Exeter (UK) und ISRI (UK).

Im Februar 2010 beginnt OPT vor Reedsport mit der Installation seiner zehn Bojen. In den Fachblogs wird lamentiert, daß dieses 60 Mio. $ teure Projekt, das ab 2012 Strom für (nur) 400 Haushalte liefern wird, maßlos überteuert sei. Andere Quellen sprechen dagegen von 1.000 Haushalten, was im Durchschnitt einer Investition von 60.000 $ pro Haushalt entsprechen würde.

Das Hawaii-Projekt mit der Navy entpuppt sich als äußerst lukrativ, denn es gibt in diesem Jahr weitere 380,000 $ zur Durchführung weiterer Tests und Untersuchungen. Angesichts der Kapitalausstattung der Firma von inzwischen 140 Mo. $  (erstes Quartal 2010) ist es aber nur ein kleiner Tropfen. Etwas interessanter ist da schon die neue 1,5 Mio. $ Förderung des DOE vom April, die OPT für die Entwicklung der nächsten Generation Bojen erhält, die anstatt 150 kW nun bis zu 500 kW leisten sollen. Die neuen Modelle werden etwa 46 m lang werden und einen Durchmesser von 12 m haben, ihr Gewicht wird 200 t betragen und ihr Preis auf 4 Mio. $ geschätzt.

Ebenfalls im April gibt die US-Firma Rockhouse Mountain Energy LLC (RME) bekannt, daß sie für die Westküste Irlands die Errichtung einer 500 MW Wellenenergiefarm plant, die mit PB500 PowerBuoys (500 kW) ausgestattet 2020 in Betrieb gehen soll.

Mitte 2010 wir eine PB40 PowerBuoy, die seit ihrer Inbetriebnahme Mitte Dezember 2009 bereits 4.400 Betriebsstunden absolviert hat, bei der Marine-Basis in Hawaii erfolgreich an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Außerdem gibt es neues Geld vom DOE: 2,4 Mio. $ für die weiteren Arbeiten und die Installation der PB150 Boje vor Reedsport, sowie weitere 2,4 Mio. $ für die Entwicklung der PB500 Modelle. Hierfür gibt es auch von der South West of England Regional Development Agency (SWRDA) eine Förderung in Höhe von rund 2,3 Mio. $ an die Tochter Ocean Power Technologies Ltd.

Im September 2010, als das US-Energieministerium die Förderung von 22 Wasserenergie-Projekten bekanntgibt, ist auch OPT mit dabei – mit immerhin 750.000 $ für weitere Entwicklungsarbeiten an neuen Prototypen.

Anfang 2006 startet an der University of Rhode Island in Kingston ein Projekt zur Entwicklung einer sogenannten Tri-Spar Buoy, bei der drei PVC-Rohre ein gleichschenkliges Dreieck formen. Initiiert wird das Projekt von der Firma Teledyne Scientific & Imaging LLC, ein in Kalifornien beheimateter Hersteller von marinem Equipment, dem es darum geht eine Lösung zur Stromversorgung isoliert liegender wissenschaftlicher Beobachtungsstationen zu finden.

In jedem Rohr befindet sich ein Lineargenerator, der bei dem abgebildeten Labormodell bis 0,2 W abgibt. 10 m lange Rohe sollen genug Strom produzieren können, um eine Batterie aufzuladen oder Sensoren mit Energie zu versorgen. Gefördert wird die Entwicklung mit 130.000 $ von der Defense Advanced Research Projects Agency, für die zusätzliche Optimierung schießt die Universität weitere 30.000 $ hinzu.

Von einer weiteren Verfolgung des Projekts ist erst Mitte 2010 wieder etwas festzustellen, als die Universität zusammen mit den Electro Standards Laboratories eine Forschungsförderung in Höhe von 200.000 $ vom Rhode Island Science and Technology Council bekommen, um die Bojenentwicklung voranzutreiben. Neben Simulationen, Modelltests im Wellenkanal soll auch ein Prototyp gebaut und in der Narragansett Bay getestet werden.

Die 2001 gegründete AquaEnergy Group Ltd. aus Mercer Island, Washington, beantragt 2006 die Genehmigungen für den Bau einer Testanlage in der Makah-Bucht im US-Bundesstaat Washington. Die AquaBuoy-Technik des Unternehmens funktioniert über eine Schlauchpumpe, die sich mit den Wellenbewegungen ausdehnt und zusammenzieht. Der Wasserdruck erzeugt dann Elektrizität.

Man projektiert bereits mehrere AquaBuOY-Großanlagen: In Figuera da Foz (Portugal) soll bis 2008, in Makah Bay (Washington) bis 2009, und in Ucluelet (British Columbia) bis 2010 jeweils ein Wellenkraftwerk in Betrieb gehen. In der Endausbaustufe sollen diese drei Projekte zusammen eine Leistung von 200 MW erzielen.

Die AquaEnergy Group wird allerdings schon im Juni 2006 zu 100 % von der irischen Finavera Renewables Ltd. übernommen, nachdem diese sich im Vorjahr bereits mit 1 Mio. $ zu 10 % beteiligt hatte. Damit gehen auch alle Rechte an der AquaBuoy-Technologie sowie alle geplanten Projekte auf die Finavera über (s.d.).

2007 genehmigt die Federal Energy Regulatory Commission (FERC) ein Wellenenergie-Projekt in Oregon, und auch im Februar 2008 wird über ein neues 100 MW Projekt berichtet, bei dem die AquaBuOY Wellenenergie-Konverter eingesetzt werden sollen. An dieser Stelle darf nicht vergessen werden, daß die AquaEnergy Group inzwischen von Finavera Renewables übernommen worden ist (s.d.).

Das Projekt vor Humboldt County an der kalifornischen Küste wird von der FERC für drei Jahre genehmigt, um die notwendigen Studien und Untersuchungen durchzuführen.

Um die Effizienz bei Messbojen zu steigern, die sich durch den Seegang mit Energie versorgen, experimentiert Jeffrey Cheung, ein Materialwissenschaftler bei  Rockwell Scientific in Los Angeles, seit 2006 mit Ferrofluiden. Diese Magnetflüssigkeiten sind eine Lösung magnetischer Nanopartikel in einer neutralen Flüssigkeit.

Eine der Bauweisen, die Cheung erprobt, ist ein Stabmagnet innerhalb einer mit Magnetflüssigkeit gefüllten Röhre, um die die Spule gewickelt ist und an deren beiden Enden zwei weitere Magneten befestigt sind, die den Magneten in der Röhre in Position halten. Die Reibung des Magneten in der Röhre kann so auf 1/40 der Reibung auf Eis reduziert werden.

Erste Versuche mit Bojen sind ebenfalls erfolgreich: Schon in ruhiger See mit etwa 60 cm Wellengang kann 1/3 W elektrische Energie gewonnen werden, was nun auf 1 W gesteigert werden soll. Cheung bekommt zwar entsprechende Patente 2004 (Nr. 6800427) und 2007 (Nr. 7.288.860) erteilt, doch dann verlieren sich die Spuren der Innovation.

Eine weitere Anlage zur Nutzung der Wellenenergie ist der Wave Rider der im Jahr 2000 gegründeten Firma SeaVolt Technologies Inc. aus Berkeley bzw. San Francisco, Kalifornien, bei dem eine Schwimmboje hinauf und hinunter gezogen wird und den Strom über einen hydraulischen Kreislauf produziert. Versuche in Wasserkanälen sind 2003 erfolgreich, später scheint das Unternehmen seine Aktivitäten jedoch eingestellt zu haben.

Das WaveBlanket, das um 2005 in die Presse kommt, besteht aus einer dünnen, nachgiebigen und selbst-reparierenden Membran aus zwei oder mehr Schichten mit voneinander isolierten pneumatischen Kammern, die über Ventile und einen Verteiler mit einer oder mehreren Turbinen verbunden sind. Das Ganze schwimmt auf dem Wasser und wird von den Wellen wie ein Akkordeon bewegt.

Die Vorteile dieser Erfindung von Benjamin Gatti aus Lake Park, North Carolina, liegen auf der Hand: kostengünstige, leichte und flexible Strukturen aus luftgefüllter Polymerfolie, einfacher Transport und schnelle Installation. Die Matten lassen sich auch mit einem Überspül-Reservoir kombinieren, oder mit Flossen-Elementen zu Nutzung der Meeresströmung.

Das Strukturmaterial des WaveBlanket sei rund 7 Jahre lang in Gebrauch gewesen und hätte auch alle entsprechenden Belastungsspitzen erfolgreich überlebt. Das Projekt ist augenscheinlich nicht weiter verfolgt worden, und die entsprechende Homepage ist auch nicht mehr am Netz.

Googles Serverfarmen sollen in Zukunft auf offener See installiert und mit Wellenenergie betrieben werden. Einen entsprechenden Patentantrag reicht das Unternehmen im Februar 2007 ein, auch erste Experimente mit Wellengeneratoren laufen bereits (der Spiegel berichtet erst im September 2008 darüber). Laut Google will man Anlagen des britischen Unternehmen Pelamis Wave Power (PWP) einsetzen (s.d.).

Die schwimmenden Rechenzentren würden 3 - 7 Meilen von der Küste entfernt, bei einer Wassertiefe von 50 - 70 m verankert werden. Ein positiver Nebeneffekt ist das Vorhandensein von unbeschränkten Mengen an Kühlwasser. Das Konzept könnte dazu verwendet werden, um 40 MW Rechenzentren zu bauen, bei denen keine Immobilien- oder Vermögenssteuern anfallen. Tatsächlich wird dem Unternehmen das Patent im April 2009 erteilt, weitere Entwicklung gibt es bislang nicht.

Im März 2007 meldet sich das Unternehmen Swell Fuel aus Houston, Texas, mit einer eigenen Innovation, dem Duckdiver - der nicht nur vom Namen her an die Salter Ducks aus England erinnert (s.d.).

Das von Chris Olson erfundene und patentierte Lever Operated Pivoting Float System (LOPF) wird für wissenschaftliche Untersuchungen und Studienzwecke auch schon kommerziell angeboten.

Das auf und ab der Wellen beschleunigt den Rotor auf 200 Umdrehungen pro Minute. Bislang sind 24 verschiedene Prototypen hergestellt worden. Das Unternehmen möchte später mit vier verschiedenen Leistungsklassen auf den Markt kommen: mit 20, 100, 1.000 und 5.000 W. Im Oktober 2007 werden an der Universität von Rhode Island Versuche im Wellenkanal durchgeführt, anschließend gelingt es dem Unternehmen, Lizenzen für seine Technologie an sieben südamerikanische Staaten zu verkaufen, in denen 2008 lokale Hersteller auf den Markt gehen wollen.

2009 bietet das Unternehmen 300 W und 1,5 kW Bojen mit unterschiedlichen Ausgangsspannungen an. Kleinere und größere Ausführungen werden auf Bestellung gefertigt. Sie zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht, die niedrigen Kosten und eine einfache Handhabung aus. Besonders gut sollen sie zur Stromversorgung von Restaurierungsprojekten an Korallenriffen verwenden lassen.

Der neueste (58.!) Prototyp wird Trojan genannt – und das LOPF System wird inzwischen in Indonesien von Mars Symbioscience getestet, und in Südkorea von Samkun Powertec.

Im August 2007 beendeten Forscher der unabhängigen non-profit Forschungs- und Entwicklungsorganisation SRI International aus dem kalifornischen Menlo Park ihre mehrmonatigen Tests im Ozean bei Tampa Bay, Florida.

Am SRI hatte man um 2003 sogenannte ‚künstliche Muskeln’ erfunden, mit denen nun die Wellenenergie genutzt werden soll. Das gummiartige Material mit dem Namen Electroactive Polymer Artificial Muscle (EPAM) erzeugt durch das zyklische Auseinanderziehen und die anschließende Kontraktion Elektrizität, ohne daß es dafür weiterer Geräte bedarf. Man hofft damit sehr preisgünstige Systeme entwickeln zu können.

Der Generator der SRI-Forscher besteht aus einigen Quadratmetern von handelsüblichem Gummimaterial mit einer Dicke von 0,1 mm, das wie in einem Sandwich zwischen zwei Polymermatten als Elektroden aufgewickelt wird, in denen sich das konduktive Material befindet. Sobald der entstandene Tubus auseinandergezogen wird (bei der Boje durch ein nach unten ziehendes Gewicht), wird die isolierende Gummischicht dünner und verringert die Entfernung zwischen den beiden Elektroden. Durch einen geringen Batteriestrom angeregt fließt etwas Energie zwischen den Elektroden, doch sobald das Gummi wieder in seinen Originalzustand zurückspringt, zwingt es die Elektroden auseinander und indiziert dadurch eine höhere Voltzahl, die abgezapft und in einem Stromkreis genutzt werden kann.

Bei einer Wellenhöhe von 80 cm erreicht der künstliche Muskel eine Leistung von 20 W. Weil die Wellen jedoch nur alle vier Sekunden kommen, wird nur ein Dauer-Output von 5 W erreicht. Eine Rolle von 1 m Länge und 50 cm Durchmesser soll mit einer optimierten Elektronik 1 kW erzeugen können.

Problematisch ist allerdings die einige Kilovolt betragende Voltzahl, die erst herunter transformiert werden muß. Dies war auch das Hauptproblem bei dem Schuh, denen das Forschungsinstitut schon vor einigen Jahren vorgeführt hat. In dessen Sohle befindet sich ein Stück des Polymers, wodurch es dem Träger möglich ist, während des Laufens sein Handy zu laden – sofern irgendwo auch ein kleiner Transformator untergebracht ist.

Im Dezember 2008 wird in der Monterey Bay vor Santa Cruz eine Demonstration des 3 m hohen Wellenenergie-Konverters durchgeführt, die von der japanischen Firma Hyper Drive Corp. gesponsort wird, die sich mit der weltweiten Förderung der Wellenergie beschäftigt und seit 2006 auch großes Interesse an der EPAM-Technologie zeigt. Für einen kommerziellen Einsatz ist das Material bislang noch zu teuer und der Ertrag zu gering, doch kleiner dimensionierte Einsatzmöglichkeiten bietet der große Bereich des Micro Energy Harvesting (s.d.). SRI möchte bereits 2009 entsprechende Systeme anbieten, mit der Produktion von Energie in großem Maßstab rechnet man in 5 bis 10 Jahren.

2004 wird die Lizenz für das Material übrigens an das zu diesem Zeitpunkt gerade neu gegründete SRI Spin-off Unternehmen Artificial Muscle Inc. (AMI) vergeben, das im März 2010 von der Firma Bayer Materialscience LCC übernommen wird. Mit Anwendungen im Bereich der Wellenenergie scheint man sich dort jedoch nicht zu beschäftigen.

Im Dezember 2007 wird über die Versuche der Air Force Academy (AFA) berichtet, die Wellenenergie zu nutzen. Das System hat Ähnlichkeit mit den Rädern alter Raddampfer, wobei die einzelnen Paddel wie Flossen funktionieren und sich entsprechend der unterschiedlichen Wellenkonditionen anpassen lassen. Man rechnet allerdings mit mehreren Jahren weiterer Forschungsarbeit, um den Cycloidal Turbine Propeller soweit zuentwickeln, daß damit Geräte mit einem Output von einigen Kilowatt gebaut werden können.

Auf dem Treffen der American Physical Society im November 2009 wird der Ansatz der AFA erneut vorgestellt und über die Versuche mit den drei schmalen, senkrechten Blättern der Cycloidal Turbine berichtet, deren Funktion denen von Tragflächen ähnelt. Im Labormaßstab ist eine Anlage unter 1 m groß, während eine kommerzielle Anlage bis zu 40 m groß werden soll.

Im Sommer 2011 soll in dem gigantischen Wellentank der Oregon State University (in dem auch Tsunamis simuliert werden können) mittels einer größeren Anlage ausprobiert werden, ob es sich lohnt die Entwicklung weiterzuführen. Hierfür spendiert die National Science Foundation 285.000 $.

2007 wird das Konzept für eine interessante Umsetzung bekannt, bei der zur Verminderung von Hurrikanen im Golf von Mexiko kaltes Tiefenwasser mittels einer riesigen Zahl von Wellenenergie-Pumpen an die Oberfläche gefördert werden soll um diese abzukühlen. Die Idee stammt von dem Erfinder Phil Kithil aus New Mexico, der mit seiner Firma Atmocean Inc. in Santa Fe bereits einzelne Pumpen hergestellt hat, mit denen es gelingt die umgebende Wasseroberfläche um etwa 7° abzukühlen.

Bei dem 5 Mrd. $ Projekt sollen 1,6 Millionen Pumpen in Form eines 1.600 km langen Bandes eingesetzt werden – was 100 Montageschiffe erforderlich macht, die vier Monate lang Tag und Nacht die sogenannten Straws ins Wasser bringen und verankern.

Im Juli 2007 will Kithil zum Test 10 Stück seiner patentierten, wasserkühlenden Pumpen bei den Bermudas einsetzen, die aus jeweils 200 m langen flexiblen Schläuchen bestehen, an deren Spitze sich eine Schwimmboje mit dem Pumpmechanismus befindet, der das kältere und nährstoffreiche Wasser aus der Tiefe holt. Größere Wellen bedeuten mehr Kühlung, was günstig ist, da den Hurrikanen üblicherweise groß Wellen vorangehen.

Kithil Team wird auch die Auswirkungen auf die marine Tierwelt messen da vermutet wird, daß der erhöhte Nährstoffgehalt des Wassers die Gesundheit der Nahrungsmittelkette im Ozean verbessert. Möglicherweise steigert es auch die natürliche Fähigkeit des Meeres zur Kohlenstoffbindung, indem das Wachstum von Plankton nahe der Meeresoberfläche angeregt wird.

Um die sogenannte Karl-Letelier Hypothese zu überprüfen, der zufolge eine wesentlich größere Netto-Absorption von CO² im Meerwasser möglich ist, wenn der Nitratgehalt – als limitierender Nährstoff – gesteigert wird, beteiligt sich Atmocean im Mai 2008 mit drei Pumpen an einem Test im Pazifik, etwa 60 nautische Meilen nördlich von Hawaii. Der Versuch wird auf dem Discovery Channel in der Serie Project Earth, Episode ‚Hungry Oceans’ vorgestellt.

Zum Zweck der Energiegewinnung stellt Atmocean Grafiken einer Wave Energy/Sequestration Technology (WEST) vor, bei der – den Grafiken zufolge – auf- und zuklappende Paddel an einer langen Kette hängen, die das Auf und Ab der Wellenbewegung in hydraulischen Druck wandeln, der dann (als Seewasser) durch einen Schlauch zum landseitigen elektrischen Generator geleitet wird. Jede dieser Ketten soll 1,5 t wiegen.

Bis 2010 führt das Unternehmen insgesamt 21 Ozean-Tests mit verschiedenen Dimensionen der wellenbetriebenen Pumpen durch, wobei Durchmesser von 3 m – 13,5 m und Schlauchlängen von 60 m – 300 m zum Einsatz kommen. Für Oktober 2010 ist die Installation von 10 Stück miteinander verbundener WEST-Anlagen vor New Jersey im Atlantik geplant, die ein Jahr lang weitere Daten liefern sollen. Die Kommerzialisierung des Systems könnte dann ab 2013 beginnen, als primärer Zielmarkt gelten Inseln und Inselstaaten.

Anfang 2007 bekommt die 1989 gegründete und dem US-Militär nahestehende Firma Scientific Applications & Research Associates Inc. (SARA) aus Cypress, Kalifornien, das Patent (Nr. 7.166.927) zugesprochen, das den langen Titel Modular liquid-metal magnetohydrodynamic (LMMHD) power generation cell trägt. Diese Technologie wird kurzgefaßt auch als MHD Wave Energy Conversion (MWEC) bezeichnet. Interessanterweise beruft sich das Unternehmen außerdem auf das bereits 1992 an einen Timothy M. Rynne aus Huntington Beach erteilte Patent (Nr. 5.136.173), das sich ebenfalls mit dem Einsatz eines magnetohydrodynamischen Generators zur Nutzung der Wellenenergie beschäftigt.

Die SARA behauptet, damit eine kostengünstige Lösung zur Energiegewinnung aus Meereswellen entwickelt zu haben, die einen Wirkungsgrad von rund 50 % aufweist. Das Unternehmen entwirft, baut und testet im März 2007 einen 100 kW MHD-Generator als Labor-Demonstration und entwickelt auch das Konzept eines Generators, der im tiefen Ozean vertäut werden kann.

Der MHD-Generator wird mit einem verankerten System verbunden, das von den Wellen auf und ab bewegt wird, wobei eine (mechanische) Welle die Bewegung zu dem Generator überträgt, der sich tief unter Wasser befindet. Dadurch wird die leitende Flüssigkeit durch leistungsstarke Permanentmagnete hindurchgepreßt, was einen elektrischen Niederspannungs-Kreislauf erzeugt. Dieser wird durch einen elektrischen Wechselrichter zu 60 Hz Wechselstrom umgewandelt. Pro Boje sollen dabei 16 in Serie geschaltete MHD-Zellen zum Einsatz kommen.

Die Ergebnisse des Versuchs oder Informationen über weitere Entwicklungsschritte hat SARA bislang nicht veröffentlicht. Auf der (18.) International Offshore and Polar Engineering Conference in Vancouver Mitte 2008 legen allerdings Wissenschaftler der chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Firma TransUniv Machinery Co. Ltd. in Shanxi, China, ein Papier mit dem Titel Analysis of Liquid Metal MHD Wave Energy Direct Conversion System vor – womit anzunehmen ist, daß die Entwicklung dieser interessanten Technologie in Zukunft eher in China weiterverfolgt wird... ähnlich wie es bereits mit der Magnetschwebebahn Transrapid geschehen ist. Eine weitere Veröffentlichung im Dezember 2009 scheint dies zu belegen.

In der ersten Untersuchung, die im Netz leider nicht vollständig veröffentlich ist, wird auch davon gesprochen, daß ein MWEC-System bereits 2005 durch die Scientific Applications & Research Associates Inc. im praktischen Einsatz getestet worden sei.

Der Wave Reaper – eine low-cost und open-source Wellenenergieanlage mit einem angeblichen Wirkungsgrad von 30 % – erscheint erstmals 2008 in den Blogs. Aus den entsprechenden Grafiken kann man ersehen, daß es sich um ein mechanisches System handelt, bei dem das Auf und Ab einer oder mehrerer Schwimmbojen durch einen Seilzug an eine entsprechende Generatorbox an Land transferiert wird.

Mir scheint allerdings, daß die Protagonisten derartiger Systeme stets vergessen, daß auch die Seilzüge ein Gewicht haben, dessen Trägheit erst einmal überwunden werden muß, bevor nützliche Arbeit erzeugt werden kann. Herkunft und Quelle dieses Systems sind nicht mehr herauszufinden, und auch die entsprechende Seite ist nicht mehr am Netz.

Anfang 2007 wird in Sunnyvale, Kalifornien, die Firma Liquid Robotics gegründet, ein Joint-Venture zwischen Roger Hine und der Jupiter Research Foundation in Los Altos und Puako, einer 2003 gegründeten non-profit Forschungsgemeinschaft, um eine nicht verankerte Datenboje weiterzuentwickeln, mit welcher ursprünglich Buckelwale beobachtet werden sollen.

Das Produkt der Bemühungen ist der patentierte Wave Glider, der als Unmanned Maritime Vehicle (UMV) Dutzende von zuvor nicht möglichen Anwendungen und Aufgaben ermöglicht. An der Technologie wird bereits seit 2005 gearbeitet, und schon frühe Exemplare des selbständigen Wasser-Vehikels legen Strecken von über 10.000 Meilen zurück. Nun soll durch das neue Unternehmen die Kommerzialisierungsphase eingeläutet werden. Für Tests und Untersuchungen wird eine Basis bei Kawaihae auf Hawaii geschaffen, und 2008 werden die ersten Objekte an Kunden ausgeliefert.

Durch das kontinuierliche Ernten von Energie aus der Umwelt ist ein Wave Glider in der Lage, lange Strecken zurücklegen, feste Positionen zu halten und/oder weite Gebiete zu überwachen ohne jemals aufgetankt werden zu müssen. Die einzigartige zweiteilige Architektur mit einem speziellen Flügelsystem wandelt die Wellenbewegung direkt in Schub um, während die Sonnenkollektoren den Strom für Sensoren und andere Nutzlasten liefern. Dadurch kann der Wave Glider in eine weit entfernte Gegend reisen, Daten sammeln und für Wartungsarbeiten zurückkehren, ohne daß hierfür jemals ein Schiff seinen Hafen verlassen muß. Es werden Fahrten über mehr als 5.000 km innerhalb von 5 Monaten dokumentiert.

Der autonome Schwimmer besitzt eine konfigurierbare Plattform, die eine Vielzahl von Sensor-Nutzlasten unterstützt. Die Daten werden über Satellit an Land übertragen und die ständige Präsenz an der Oberfläche bedeutet, daß diese Daten gesendet werden können, sobald sie gesammelt sind. Die Traglast kann von den Kunden installiert oder von Liquid Robotics integriert werden.

Im Januar 2009 umkreist ein Wave Glider namens Red Flash die Insel Hawaii in nur neun Tagen und erreicht dabei eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,57 Knoten, während die beiden Glider Honu und Kohala Mitte des Jahres die über 2.500 Meilen lange Strecke von Hawaii bis ins kalifornische San Diego innerhalb von 82 Tagen zurücklegen – ausschließlich von Wellenkraft angetrieben.

Die Jupiter Research Foundation plant inzwischen, im August 2012 fünf Wave Gliders im spanischen Sevilla starten zu lassen – anläßlich des Jahrestages der berühmten Fahrt von Magellan 1519, die dieser ebenfalls mit fünf Schiffen begann. Es ist geplant, sich bei der Umfahrung der Erde möglichst eng an die damalige Route zu halten.

2007 wird in Portland der Oregon Wave Energy Trust (OWET) gegründet, an dem Fischerei- und Umweltgruppen, die Industrie und die Regierung beteiligt sind. Die gemeinnützige Public-Private Partnership wird vom Oregon Innovation Council finanziert und hat die Aufgabe, die verantwortungsvolle Entwicklung der Wellenenergie in Oregon zu unterstützen um den Bundesstaat zum Marktführer in Nordamerika zu machen. Dabei will man bis 2010 etwa 800 Haushalte mit 2 MW Wellenergie-Strom beliefern – und bis 2025 bei einer Leistung von 500 MW angekommen sein.

Die 2007 gegründete Firma Resolute Marine Energy (RME) aus Boston, Massachusetts, arbeitet an einer eigenen, netzunabhängigen Technologie zur Wellenkraft-Nutzung. Das Unternehmen wird vom U.S. Department of Energy und dem U.S. Department of Interior Minerals Management Service dabei unterstützt, verschiedene Prototypen zu bauen und zu testen. Die RME will kurzfristig mit 1 kW – 10 kW Anlagen auf den Markt kommen und zielt dabei auf offene Aquakultur-Farmen, Entsalzungsanlagen und Meeresobservationssysteme. Später sollen größere System dazu kommen, die ans Netz angeschlossen werden können.

Die Firma arbeitet an der Entwicklung von zwei Konvertern, welche die mechanische Energie der Wellen in Strom, Druckluft oder Meerwasser unter Druck umwandeln. Der zum Patent angemeldete AirWec nutzt eine Platte unter dem Wasser sowie eine Boje, die dem Wellenverlauf folgt, um Druckluft zu liefern. Dieses System soll primär bei der Offshore-Fischzucht eingesetzt werden. Ein erster Prototyp wird im Januar 2009 im Golf von Maine, etwa 3,2 km östlich der Nordspitze von Plum Island in Newburyport, Massachusetts, getestet. Die Kosten werden mit 100.000 $ in Form von Beteiligungen sowie einem 30.000 $ Zuschuß der U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration gedeckt. Für weitere Tests und die Entwicklung der 2. Generation beantragt RME weitere 100.000 $.

Der zweite Konverter des Kleinunternehmens, das mit Experten des MIT zusammenarbeitet, trägt den Namen SurgeWec und besitzt ein Paneel, das eine Pumpe aktiviert, um die kinetische Energie der Wellen in Meerwasser unter Druck zu konvertieren. Dieses Meerwasser kann genutzt werden um eine Entsalzungsanlage zu betreiben. Für diese Entwicklung beantragt RME 1,2 Mio. $ vom DOE und versucht die restlichen 700.000 $ über private Investoren aufzutreiben. Für eine Demonstrationsanlage werden rund 3 Mio. $ und für den Prototyp einer kommerziellen Ausführung 20 Mio. $ benötigt.

Man hofft, bis zum Sommer 2011 die Computermodellierung und verkleinerte Wellentank-Tests beider Geräte abzuschließen und mit ersten Versuchen im Ozean beginnen zu können. Versuche mit einer größeren Version sollen dann im Sommer 2012 beginnen.

Mitte 2010 gibt das DOE bekannt, dam man RME im Rahmen verschiedener Programme fördern wird, damit das Unternehmen 2011 einen Prototyp in Maine ins Wasser bringen kann.

Einen Floating Wave Generator (FWG), der nicht mit dem gleichnamigen kanadischen Gerät verwechselt werden sollte, ist das Ergebnis von Bastlerarbeiten der Green Wave Energy Corp. von Glenn Edward Cook aus Simpson, Pennsylvania. Diese führen zur Erteilung entsprechender Patente im Jahr 2008.

Die beiden anderen Systeme werden unter den Bezeichnungen Syphon Wave Generator und Under The Bottom Generator geführt. Die Gerätschaften befinden sich alle jedoch noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium.

Im August 2008 berichtet die Presse über den Erfinder Tom Windle aus Bartlesville, Oklahoma, der sich seit 30 Jahren mit der Wellenenergie beschäftigt und u.a. eine Schwimmplattform entwickelt hat, die er in umliegenden Seen testet. Windle ist ein lokaler Pionier, der seit den 1970er Jahren energiesparende Ideen verfolgt und umsetzt. Seinen Schmuck- und Edelstein-Shop auf dem South Washington Boulevard hat er mit der damals größten Solaranlage des gesamten Bundesstaates beheizt, und heute heizt und kühlt er sein Geschäft mit Hilfe der Geothermie.

Die Anlage funktioniert mittels einer Kolbenpumpe, die Wasser durch eine Turbine zur Stromerzeugung drückt. Mitte der 1980er experimentiert Windle vor der Küste von Texas, und ein Prototyp, der von 1990 bis 1995 erfolgreich vor La Jolla im Wasser in Betrieb ist, überlebt problemlos drei schwere Stürme. Die Weiterentwicklung wird aus Geldmangel eingestellt.

Inzwischen schlägt Windle vor, die vielen bestehenden Offshore Öl- und Gas-Bohrplattformen umzubauen, so daß sie mittels Wellenenergie Wasserstoff produzieren. Was sinnvoll ist, da es den Rohstoff Meerwasser zu Genüge gibt, eine Zwischenspeicherung der Wellenenergie sich erübrigt, und sich der Wasserstoff mittels bereits existierender technischer Anlagen auch problemlos speichern bzw. verschiffen läßt.

Ebenfalls im August 2008 unterzeichnet die Triton Renewable Energy Ltd. ein Memorandum of Understanding mit der Renewable Energy Holdings Plc., um eine Wellenfarm für die Bermudas zu planen, zu bauen und zu betreiben. Eingesetzt werden soll die australische CETO-Technologie (s.d.). Zuerst ist eine Demonstrationsanlage mit 2 MW geplant, anschließend eine netzverbundene 20 MW Farm. Ein Zeitplan für das Projekt liegt noch nicht vor.

Im Februar 2009 gibt Gavin Newsom, der Bürgermeister von San Francisco, bekannt, daß er die vorläufige Genehmigung für ein 10 – 30 MW Wellenenergie-Projekt vor der Küste des Stadt gegeben hat, das in Zukunft bis auf 100 MW erweitert werden kann. Grundlage dafür ist eine jüngst beendete Studie, welche die Stadt mittels einer Förderung durch die Sidney Frank Foundation und anderen Seiten durchgeführt hat. Schon 1887 hatte ein Vorgänger, der deutschstämmige, jüdische Bürgermeister Adolph Sutro, die Kraft bemerkt die in Wellen steckt und ein Becken bauen lassen, um diese zu nutzen. Leider konnte ich bislang noch keine weiteren Details über dieses Vorläuferprojekt eruieren.

Aiman Alawa und seine Kollegen der Firma Free Flow Energy Inc. aus Lee, New Hampshire, legen im März 2009 einen sehr umfangreichen Bericht über die Einsatzmöglichkeiten von Meeres-Energiesystemen vor, der für den Minerals Management Service des U.S. Innenministeriums zusammengestellt wurde. Sie sammeln darin eine riesige Zahl an Wellen-, Strömungs- und Gezeitenenergie-Patenten aus der Zeit zwischen 1844 und 2008. Für fast alle der von mir präsentierten Technologien lassen sich hier Vorläufer finden (ab S. 134 dieses Berichts).

Im Mai 2009 berichtet die Presse über die Wave Machine von Freddie Richmond aus der Region Whitfield County, der schon 1955 erste Überlegungen in Bezug auf Wellenenergie-Anlagen angestellt hat. Inzwischen besitzt er mehrere Patente über spezielle Textilmaschinen, die er auch herstellt und weltweit vertreibt.

Das nun von ihm vorgeschlagene System, das bisher noch nicht praktisch erprobt wurde, beinhaltet eine flache Plattform, die zwischen zwei starken Stangen befestigt im Ozean stationiert wird. An der Spitze der Plattform ist ein Zylinder befestigt. Ist keine Welle da, füllt sich dieser mit Luft, und sobald eine Welle die Plattform nach oben drückt, wird diese komprimiert und kann gespeichert werden, um anschließend einen Generator zu betreiben. Bislang scheint sich jedoch noch niemand mit einer Umsetzung des Vorschlags zu beschäftigen.

Im November 2002, mit Erteilung des entsprechenden Patents, wird in Englewood, New Jersey, die Firma Able Technologies LLC (AT) gegründet. Kerngeschäft ist die Entwicklung und Vermarktung des Electricity Generating Wave Pipe (EGWAP). Das System besteht aus einem verankerten, nicht korrodierenden Rohr mit Öffnungen, das vom Meeresboden bis über die höchsten Wellenberge reicht. Wenn sich der Wasserstand durch den Wellengang hebt, steigt ein innen angebrachter Schwimmer auf und ein Gegengewicht sinkt ab. Dabei wird über ein Getriebe der Generator zur Stromerzeugung in Bewegung gesetzt.

Ende 2009 ist man dann soweit, einen Prototyp im Wellentank einer Marine-Basis in Leonardo, südlich der Raritan Bay, unter der Schirmherrschaft des Minerals Management Service des US-Innenministeriums zu testen. Die Ergebnisse sind ermutigend.

Die etwas ominöse kalifornische Firma ELGEN Wave will 2009 seine Horizon Platform genannte Technologie entwickeln und vermarkten, bei der es sich um eine Reihe von speziellen Punktabsorbern in einem sehr stabilen, schwimmenden Plattform-Rahmen handelt. An mehreren innen angebrachten senkrechten Achsen sind Schwimmer befestigt, die von den Wellen auf und ab bewegt werden.

Aufgrund ihrer Vielzahl befinden sich die stromerzeugenden Schwimmer stets in verschiedenen Positionen, sodaß sie in ihrer Gesamtheit eine stabile Stromabgabe ermöglichen. Von einer Umsetzung ist nichts bekannt, auch auf der Homepage des Unternehmens ist außer einer Animation noch nicht viel zu sehen. In einer undatierten Veröffentlichung wird allerdings behauptet, daß man schon drei Modelle getestet habe.

Das Stevens Institute of Technology in Hoboken, NewJersey, eine seit 1870 bestehende und besonders innovative Privatuniversität, entwickelt 2008 einen Wellenkonverter, der unter dem Namen Wave Energy Harnessing Device (WEHD) bekannt gemacht wird. 2009 werden diverse Versuche in Wellentanks durchgeführt, die auf der Universitäts-Seite als Clips zu sehen sind. Über die Besonderheiten der Technologie ist allerdings nicht viel zu erfahren – irgendwie soll es die Energiedichte in einem Ozean-Wellenfeld erhöhen.

Zur Vermarktung wird die Seahorse Power LLC gegründet, die das System erst einmal bis zur Produktreife weiterentwickeln soll. Die WEHD-Plattformen sollen dann pro Stück genug Energie für 400 Amerikaner liefern, wie es auf der Unternehmens-Homepage heißt. Für die On-Board-Energiespeicherung sind 100 kWh Hydraulikspeicher bzw. Hochgeschwindigkeits-Schwungräder vorgesehen. Das Unternehmen sucht nun nach 7,5 Mio. $, um einen ersten Prototyp in voller Größe zu bauen und zu testen, der 1 MW leisten soll.

Als das U.S. Department of Energy Mitte September 2009 die 22 Meeresenergie-Projekte bekannt gibt, die eine Förderung von zusammen 14,6 Mio. $ erhalten sollen, wird neben den bereits genannten Unternehmen auch die Principle Power Inc. aus Seattle, Washington, mit 750.000 $ bedacht. Diese Firma soll im Laufe von maximal zwei Jahren eine innovative, schwimmende Trägerstruktur namens WindFloat Foundation entwerfen und bewerten, die gleich eine ganze Reihe verschiedener Wellen- und Windenergie-Systeme an Bord hat. Bislang zeigt das Unternehmen auf seiner Seite nur animierte Schwimmplattformen mit drei Ballasttanks und einer Windkraftanlage.

Im November 2009 informiert die Stadtverwaltung von Yakutat in Alaska darüber, daß sie ein Demonstrations-Wellenergieprojekt finanzieren wird, das in vier Phasen umgesetzt werden soll. Die ersten beiden Phasen, eine Konzept- und eine Machbarkeitsstudie für zusammen 44.000 $, sind von dem Stromversorger Yakutat Power finanziert und vom Electric Power Research Institute (EPRI) bereits durchgeführt und abgeschlossen worden – mit positivem Ergebnis.

Als nächstes wird die schottische Firma Aquamarine Power mit dem Bau der 1,6 Mio. $ teuren Pilotanlage beauftragt, die Hersteller des 650 kW Oyster-Wellenkonverters ist, der hier eingesetzt werden soll. Yakutat schlägt vor, die anfallenden Kosten zwischen dem Staat Alaska (75 %) und dem US Department of Energy (25 %) aufzuteilen. Der Projektstart ist für den Januar 2011 vorgesehen. Im Erfolgsfall soll nach einiger Zeit eine Farm mit bis zu 5,2 MW Leistung in Form von 8 kommerziellen Einheiten entstehen, deren Gesamtkosten in diesem Fall auf gut 46 Mio. $ geschätzt werden.

Die PG&E beantragt im Dezember 2009 bei der FERC die Genehmigung zur Durchführung einer Dreijahresstudie an einem dritten Standort für eine Wellenenergie-Farm (nach den Tests vor Mendocino und Humboldt Countie). Diesmal geht es um die Vandenberg Air Force Base an der Küste von Santa Barbara County, wo ein 5 – 10 Meilen langes Unterwasserkabel ausgelegt werden soll, um verschiedene Wellenenergie-Wandler im praktischen Einsatz testen zu können. Für die bisherigen Untersuchungen an der kalifornischen Küste, die noch bis 2011 gehen werden, ist das Unternehmen mit 1,2 Mio. $ vom DOE und mit 4,8 Mio. $ von der California Public Utilities Commission (CPUC) unterstützt worden. Im Juni 2009 war der Standort Mendocino allerdings gestrichen worden, da Humboldt County eine bessere industrielle Infrastruktur und auch eine stärker interessierte Gemeinschaft aufweist.

Ein neuer Wellenenergie-Wandler mit nur drei beweglichen Teilen wird im August 2010 unter dem Namen Spindrift Hydrokinetic Energy Device bekannt. Das System von Brian Moffat befindet sich noch in der Anfangsphase, und das dafür geplante Unternehmen ist bislang auch noch nicht gegründet. Aus den Grafiken und Konzepten ist erkennbar, daß es sich bei dem Gerät um eine Kombination aus einer Schwimmboje und einem Venturirohr handelt. Wie das Ganze im Detail funktionieren soll, ich mir noch nicht klar geworden.

In der Beschreibung heißt es, daß der Spindrift-Generator die Differenz zwischen der Wellenhöhe an der Oberfläche und der ‚Stabilität’ des Wassers in der Tiefe nutzt, wobei sich die Lichtmaschine in der Boje an der Oberfläche befindet, während sich tief unten eine Turbine befindet, bei der das Wasser durch eine Venturi-Düse beschleunigt wird.

Eine kurze Patenterecherche ergab, daß es aus den 1990er und 2000er Jahren noch viele Dutzend weitere interessante Vorschläge gibt, die ich hier aber nicht alle auflisten möchte. Die meisten von ihnen haben es auch nicht über das Papierstadium hinaus geschafft. Bevor man sich nun mit der Umsetzung eigener Ideen beschäftigt – es haben mich nach der Erstveröffentlichung dieser Seiten einige dementsprechende Mails erreicht – sollte man also auf jeden Fall eine intensive und möglichst internationale Patenterecherche durchführen um festzustellen, ob es sich bei der eigenen Innovation nicht um ein bereits existierendes Konzept handelt, auch wenn es bislang vielleicht noch nicht umgesetzt worden ist.

Als Vertreter für die vielen Erfinder habe ich William Walter Hirsch aus Huntington Beach, Kalifornien, ausgewählt dessen Patent (Nr. 7.199.481) von 2007 eine Anordnung senkrechter Stangen beschreibt, an denen energieerzeugende Schwimmer auf und ab steigen.

Wellenbetriebene Schiffe und Boote

Die Idee, Wellen zum Antrieb von Booten zu nutzen, ist nicht neu – ihre Umsetzung jedoch relativ schwierig. Im Prinzip geht es darum, die verschiedenen Schwingungsformen der Wellen in eine kinetische horizontale Bewegung umzuwandeln. Eine entsprechende Technologie sei bereits 1850 in England erfunden aber dann nicht weiterverfolgt worden.

Es gibt diverse Vorläufer, wie das mit drei Flossen ausgerüstete Modellboot eines namentlich nicht genannten Erfinders aus Long Beach, Kalifornien, über welches das US-Magazin Popular Science im April 1935 berichtet („Wave Power Runs Model Boat“), und das bei einer Länge von ca. 45 cm eine Geschwindigkeit von 8 km/h erreicht.

In der UdSSR hat sich 1936 ein G. E. Pavlenko mit der Technologie beschäftigt (,Wave energy as a means of ship propulsion’), aus dem britischen Patent Nr. 541.775 stammt eine der hier gezeigten Abbildungen, und weitere Patente stammen aus Großbritannien (Nr. 588.953), aus Japan (Nr. 5.6039.995, auch hieraus gibt es eine Abbildung), sowie aus den USA (Nr. 3.845.733 von 1974, Nr. 4.129.089 von 1978, Nr. 4.332.571 von 1982, aus dem die dritte Abbildung stammt, Nr. 4.481.002 von 1984).

In Trondheim, Norwegen, beginnen 1978 Tests mit einem wellennutzenden Modell des erfindenden Ingenieurs Ejnara Jakobson, aus denen 1980 Versuche mit einem 1 m langen Boot resultieren, das eine Geschwindigkeit von 1,78 Knoten erreicht. Später folgen Untersuchungen an einem 7,5 m langen Boot, das mit zwei bzw. vier Flügeln ausgestattet wird, die jeweils eine Fläche von 0,5 m²haben. Damit werden 6 Knoten erreicht.

Das Unternehmen Wave Control Co. hält die Patente an dem System und führt die Versuche durch. Von der norwegischen Regierung erhält es 1983 eine Förderung in Höhe von 450.000 Kronen, um die Technologie weiterzuentwickeln. Den Quellen zufolge ist auch das Institute of Fisher Technology Research (?) an den Untersuchungen beteiligt.

1984 werden erfolgreiche Versuche mit einem 20,4 m langen und 180 t schweren Trawler namens Kystfanqst (?) durchgeführt, der mit einer aus- und einklappbaren Anlage mit Tragflächen zur Umsetzung der Wellenenergie in Vortrieb ausgestattet ist. Die Struktur besteht aus zwei Flügeln, die drei Meter vor dem Bug befestigt werden, wobei zwei Varianten zum Einsatz kommen: eine mit 3 m², die andere mit 5 m² großen Flügeln. Um die notwendige Anstellwinkel zu halten werden pneumatische Servomechanismen verwendet. Die Ergebnisse sind ermutigend.

In Japan werden 1981 - 1984 intensive theoretische und experimentelle Forschungen an oszillatorischen Triebwerken durchgeführt, die zu dem Entwurf eines großen Schiffes führen, das für seine Bewegung die Wellenenergie nutzt. Besonders aktiv sind das Institute of Technical Research und die Firma Hitachi Tzozen Corp. in Osaka. 1984 werden Pläne für zwei Schiffe von 27 m bzw. 300 m Länge entwickelt, die mit Triebwerks-Flügeln ausgestattet sind. Das Große Schiff soll ausschließlich mit der Wellenkraftanlage auf bis zu 11 Knoten beschleunigt werden können.

1996 veröffentlicht V. V. Arabadzhi, Forscher am Institute of Applied Physics der Russischen Akademie der Wissenschaften in Nizhny Novgorod einen Artikel ,Calculation of the thrust of a wave-powered marine propelling device’ – und unter dem Titel ,The Self-Propelled Model of a Boat, Based on the Wave Thrust’ folgt 2009 ein weiterer Bericht über die Entwicklung, von der inzwischen auch Versuche mit einem kleinen Modell im Wellentank durchgeführt worden sind.

Auch am Department of Mechanical Engineering der Universität Glasgow wird an einem Wellenantrieb für Boote gearbeitet. R. C. McGregor und G. R. Thomson veröffentlichen 1997 einen Bericht mit den Titel: ‚Sea trials of wave propulsion of a yacht using a flexible fin propeller’. Eine flexible Flosse (oszillierende Tragfläche) kann energieeffizienter sein als herkömmliche Schraubenpropeller. Nun wird in den kontrollierten Bedingungen eines Labors untersucht, ob die flexible Flosse Wellenenergie in ein Hilfsmittel für den Vortrieb umwandeln kann. Auch hier werden die Ergebnisse als positiv bewertet.

2005 erhält G. G. Cambon aus Italien das internationale Patent (Nr. 2005058689) für ein Boot, das sich mittels welleninduzierter kinetischer Energie fortbewegt.

Die Firma Wallenius Wilhelmsen Logistics wird von Toyota beauftragt, für die Expo 2005 in Japan ein Null-Emissions-Schiff zu entwerfen. Dabei entsteht das Projekt der E/S Orcelle, über die ich schon in den Kapiteln Windenergie und Elektro- und Solarboote geschrieben habe – da sie auch diese beiden Erneuerbaren Energien nutzt.

Das erste moderne Transportschiff, das vollständig mit erneuerbaren Energien betrieben werden soll, ist etwa 250 m lang und mit drei großen Segel ausgestattet, die gleichzeitig mit Solarzellen belegt sind. Seine Hülle wird aus einem extrem leichten Aluminium-Thermoplast-Werkstoff bestehen.

Außerdem – und deshalb wird das Projekt hier aufgeführt – soll es eine Anlage geben, welche die Wellenenergie nutzt. Zwischen den seitlichen Rümpfen und dem Hauptrumpf sind je drei Flossen vorgesehen, die dazu beitragen das Schiff bei rauher See zu stabilisieren. Sie liegen flach im Wasser und sehen aus wie vergrößerte Lamellen einer Jalousie. Gleichzeitig helfen die Stabilisierungsflossen auch bei der Energieversorgung: Werden sie durch die Wellen auf und ab bewegt, dann übertragen sie diese mechanische Energie an Generatoren, die daraus Strom erzeugen. Bislang gibt es erst ein kleines Anschauungsmodell des Schiffes.

Ebenfalls 2005 beginnt Jörg Sommer mit der Entwicklung seines Öko-Trimarans, der neben zwei großen, gegenläufigen Twister-Senkrechtachsern (eine Weiterentwicklung des Darrieus-Rotors) und einem weit gespannten Solarzellendach auch die Wellenenergie nutzen soll, und zwar mittels seiner drei flexibel aufgehängten Schwimmer, die mit ihren hydraulischen Systemen sowohl während der Fahrt als auch bei Stillstand zur Stromgewinnung für das bordeigene Speichersystem beitragen.

Sommer kombiniert die Nutzung der verschiedenen Energieressourcen mit einem ansprechenden Design, das technisch durchdacht im Laufe der Folgejahre in mehreren Stufen weiterentwickelt wird. 2010 findet man auf seiner Homepage auführliche Beschreibungen, Grafiken und Animationen.

2006 bietet das Technology Transfer Office der University of California, San Diego, unter der Referenznummer Tech ID 21070 eine Erfindung an, mit der die Wellenbewegungen des Meers in Vortrieb umzuwandeln sind. Sie ist für leichte Boote, wissenschaftliche Beobachtungsgeräte oder Rettungsinseln geeignet. Das System besteht aus einem leichten Segel, welches den Unterschied der Wellenbewegung an der Meeresoberfläche und etwas weiter in der Tiefe ausnutzt, um eine Vortriebskraft zu entwickeln, die eine schwimmende Plattform oder ein Schiff selbständig vorantreiben kann. Mittels einer GPS-fähigen Lenkung könnte ein autonomes Fahrzeug die Welt umrunden, ohne jemals einen Tropfen Kraftstoff zu benötigen.

Deng Zhihong aus Kanada erhält 2008 das internationale Patent (Nr. 2008052440) für ein Gerät, das Wellenenergie in Vortrieb wandelt.

Einen weiteren dieser wellenbetriebenen Schiffsantriebe schlägt Francois Kneider aus dem französischen Velaux vor. Er beginnt spätestens 1990 mit seiner Arbeit, da er in diesem Jahr ein Patent beantragt, doch bis 2010 ist das Projekt noch immer nicht über Grafiken und ein kleines Modell hinausgekommen.

Es werden aber noch mehrere andere neue Ansätze entwickelt, die zum Teil sogar schon erfolgreich verwirklicht worden sind. Besonders hervorzuheben ist das wellenbetriebene Boot von Kenichi Horie aus Japan, über das ich weiter oben schon ausführlich berichtet habe.

Die Suntory Mermaid II wandelt Wellenenergie in Schub um, indem sie zwei Flossen nutzt die unter dem Bug angebracht sind. Diese bewegen sich mit den Wellen auf und ab und erzeugen die ‚Kicks’, die das Boot vorwärts treiben. Dieses ist ein 9,5 m langer, 3,5 m breiter und 3 t schwerer Katamaran aus recyceltem Aluminium, der von Yutaka Terao und den Forschern der Universität Tokai in der japanischen Hafenstadt Shimizu entwickelt worden ist.

Im März 2008 startet Horie zu einer 7.000 km langen Fahrt, für die er allerdings 111 Tage braucht (andere Quellen: 108 Tage), da das Boot im Schnitt langsamer als mit Schrittgeschwindigkeit fährt (ca. 1,5 Knoten). Maximal werden 5 Knoten erreicht.

Auch in der Ukraine wird an einem Wellen-Antrieb für Schiffe gearbeitet. Die 2008 dort patentierte Ship Wave Engine (SWE) transformiert die Wellenenergie in Rotationsenergie für den Propeller, wobei u.a. eine Schwungmasse zum Einsatz kommt, die von den Wellenimpulsen beschleunigt wird. Zuständig ist das  Laboratory of New Systems of Alternative Power in Kiew, eine praktische Umsetzung ist bislang noch nicht erfolgt.

Anfang 2007 wird Sunnyvale, Kalifornien, die Firma Liquid Robotics gegründet, über die ich weiter oben ebenfalls schon berichtet habe. Das Unternehmen entwickelt eine autonome Datenboje namens Wave Glider, die von Wellenergie angetrieben wird. Eine ausgetüftelte zweiteilige Architektur mit einem speziellen Flügelsystem in rund 6 m Tiefe, das über ein Kabel mit der Surfboard-artigen Plattform an der Oberfläche verbunden ist, wandelt die Wellenbewegung direkt in Schub um.

2008 werden die ersten Produkte an Kunden ausgeliefert, und im Januar 2009 umkreist ein Wave Glider die Insel Hawaii in nur neun Tagen, wobei er – ausschließlich von Wellenkraft angetrieben – eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,57 Knoten erreicht. Andere Modelle legen Strecken von über 10.000 Meilen zurück.

Im August 2010 wird bekannt, daß BP Wave Glider einsetzen wird, um die langfristigen Auswirkungen der Ölkatastrophe im Golf von Mexiko zu messen.

Ebenfalls 2010 arbeitet der aus Montevideo, Uruguay, stammende Abenteurer Gustavo Tabakian im spanischen Cadiz an einem wellenbetriebenen Bootsantrieb, mit dem er den Atlantik überqueren will. Hilfe bekommt er dabei von Ken Upton von der Amateur Yacht Resarch Society (AYRS) in London. Upton soll die erste Person gewesen sein der aufgefallen ist, daß Delphine für ihre Schwimmgeschwindigkeit eigentlich zehn Mal mehr Muskeln bräuchten als sie tatsächlich vorzuweisen haben. Er kommt zu dem Schluß, daß die Meeressäuger die Rollbewegung der Wellen zur Beschleunigung ihres Vortriebs nutzen.

Die entsprechende Umsetzung von Tabakian verwendet Flossen, um die vertikale Bewegung der Wellen in horizontalen Vortrieb umzuwandeln. Er erwartet, damit Geschwindigkeiten von 10 Knoten oder mehr zu erreichen. Aus den Zeichnungen seines Blogs ist zu entnehmen, daß sein Boot 6 m lang und 1,7 m breit ist, das Leergeweicht wird rund 200 kg betragen. Bislang gibt es allerdings noch keine Fotos von seinem Antriebssystem (Stand Oktober 2010).

Ohne jegliche Angaben erscheint im April 2010 ein YouTube-Clip, in dem der junge Inder (?) B. R. Shreyas das Modell eines kleinen Bootes präsentiert, das von Wellen angetrieben werden soll. Der Mechanismus scheint dem Antriebssystem der Mermaid zu ähneln. Mit seinem sozialen Projekt namens Sharang will er die Antriebstechnik verbreiten und sei in einem von Dell organisierten internationalen Wettbewerb auch schon unter den Top 100 Innovationen gelandet, was ich bislang jedoch noch nicht verifizieren konnte.

Im August 2010 erscheinen zwei weitere YouTube-Clips, in denen ein wellenbetriebenes Boot mit dem optimistischen Namen Shark zu sehen ist.

In seinem in Kammern unterteilten und nach unten offenen Rumpf sind mehrere Schwimmer eingelassen, die über Freiläufe alle auf eine gemeinsame Achse zugreifen, an deren Ende sich ein Getriebe mit angeschlossener Schiffsschraube befinden. Bei dem gezeigten Versuch gelingt es den relativ schwachen Wellen jedoch kaum, die Achse in Drehung zu versetzen.

Ich denke, daß in den kommenden Jahren noch andere Technologien auftauchen werden, bei denen die Wellenenergie erfolgreich zum Vortrieb von Schiffen genutzt wird.

Grenzen der Nutzung

Die hohen Kosten der Wellenenergienutzung entstehen durch die notwendige Menge kleiner Anlagen in Form sehr langer Transformationsketten. Die Energieleistung ist außerdem relativ gering und unperiodisch. Neben ihrer Stabilität gegenüber Sturmwellen müssen die Systeme sensibel genug sein, um auch kleine Wellen ausnutzen zu können. Auch treten erhebliche horizontale Schwungkräfte auf, die entweder aufgefangen oder ebenfalls genutzt werden können, welche die Anlagen dann aber noch weiter komplizieren.

Zur Erzielung einer konstanten Ausgangsleistung erfordern Wellenkraftsysteme kostspielige  Zwischenspeicher, negative Umwelteinflüsse werden befürchtet und verlässliche Erfahrungswerte zu Wirkungsgraden liegen bislang noch nicht ausreichend vor.

Zusammengefaßt gibt es folgende Risiken:

• Korrosion der Anlage, insbesondere der Turbine durch Salzwasser (ausgenommen OWC-Kraftwerke mit Lufttrbinen)
• Gefahr der Zerstörung der Anlage bei Extremwellen und Sturmfluten
• Gefahr der Umweltverschmutzung bei austretendem Hydraulik-Öl
• Eingriffe in die vorhandene Meeresströmung (mögliche Versandung)
• Beeinträchtigung der Schifffahrt
• Optische und akustische Beeinträchtigung bei Wellenkraftwerken oberhalb der Wasserlinie

 

Als nächstes folgen nun diverse andere Technologien zur energetischen Nutzung des Meeres, wie des Temperaturgradienten, des Salinitätsgradienten u.a.m.

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