allTEIL 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 nun 500.000 Peso (~ 8.300 €) in die Entwicklung und Installation in Tabunan, Borbon, Cebu.

Im Jahr 2008 folgt eine Anlage namens Noro-Joy Floating Wave Power Generator (NJ-6), die bis zu 15 kW erzeugt und damit ein ganzes lokales Dorf mit Licht versorgen kann. Finanziert hat den Bau Noros Schwester Luna. Ein kurzer und unglaublich schlechter YouTube-Clip dieser Anlage wird im Oktober hochgeladen. Auf diesem kann man nur sehen, daß die wild schaukelnde Schwimmplattform gleichzeitig auch zur Erholung dienen soll. Angedacht ist ferner ein Einsatz in Verbindung mit einer RO-Einheit, um Süßwasser bereit zu stellen.

Die 3 x 3 m große Plattform wird mit Hilfe der Visayan Inventors Association ins Wasser der South Road Properties gebracht und wird rund 10 m vom Ufern entfernt verankert. Eine kommerzielle Einheit soll 1 – 1,5 Mio. Pesos kosten und eine Lebensdauer von 10 Jahren haben.Weitere Details gibt es bislang nicht.


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 anbieten – vor allem in Regionen zwischen Porto und Lissabon, aber auch an der Alentejo-Küste. Die Technische Universität von Lissabon arbeitet daher bereits seit 1978 intensiv an der Erforschung der Wellenenergie.

Unter dem Namen European Wave Energy 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 sowie des regionalen Stromverrsorgers EDA finanziert wird. Das bereits 1992 gestartete Projekt läutet nach längerem Stillstand eine neue Phase in der Erforschung der Meeresenergie ein und wird im Rahmen der Weltausstellung Expo in Lissabon vom koordinierende Institut für Zukunftsweisende Technologien (Instituto Superior Técnico, IST) vorgestellt.

Die Mechanik der OWC-Anlage, die 1999 in Betrieb geht, kommt von der schottischen Firma A.R.T (später: Wavegen) und die Elektronik von Efacec aus Portugal. Daneben wirken auch noch die Firmen Profabril und PROET an der Errichtung der Anlage 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 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, die zu 60 % von der EU finanziert wird.

Pico (2009)

Pico OWC (2009)

Erst 2005 entschließen sich die Regierung und der Stromkonzern EDP, das wissenschaftliche Pilotprojekt doch 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 wird die Anlage wieder in Betrieb genommen. Es ist jedoch fraglich, ob nicht eine andere Motivation hinter der Wiederbelebung des Projektes steht, denn gerade in Portugal gehen zu dieser Zeit die ersten großen Wellenkraft-Projekte an den Start, die zumeist vom privaten Sektor initiiert worden sind.

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 nach diversen Verbesserungen im Laufe des Jahres 2010 mehrfach im automatischen Betrieb und produziert bis Mai sowie zwischen September und Dezember im Laufe von 1.450 Betriebsstunden 45 MWh Strom. Darüber hinaus ist es die einzige Infrastruktur, die für Ausbildung, F&E, Innovation und Demonstration offen ist.

Im Jahr 2011 wird die Installation einer zweiten Plattform zur Prüfung von Turbinen vorbereitet. Die Anlage ist schon von Anfang an dafür konzipiert, zwei gleich große Turbinenkanäle aufzunehmen, in denen Geräte zwischen 100 kW und 700 kW geprüft werden können. Bislang wurde nur einen dieser Kanäle verwendet.

Anscheinend hat die Pico-Anlage inzwischen schon eine regelrechte Fan-Gemeinde, denn es gibt die Homepage save-pico-powerplant.org, die vom WavEC betrieben wird und auf der dazu aufgerufen wird, bei der Beschaffung der erforderlichen Investitionen im Bereich von 1,5 – 2 Mio. € zu helfen, um den untergetauchten Teil der Struktur zu reparieren, da die Anlage aufgrund der Korrosion des Betons droht, sonst völlig zusammenzubrechen. Die Kampagne wird auch von dem prominenten portugiesischen Surfer Tiago ‚Saca’ Pires unterstützt.

Im März 2013 wird die Anlage kurzzeitig erneut betrieben, es werden Hardware- und Software-Probleme gelöst, alle Geräte getestet und auch eine Unterwasser-Inspektion durchgeführt. Dennoch ist bislang nicht klar, ob Pico überleben wird...


2001 wird erstmals der Bau eines OWC-Wellenbrecherkraftwerks in der Mündung des Douro in Porto vorgeschlagen, im Norden des Landes, das auf den Erfahrungen der Pico-Anlage basiert. Die neue Anlage soll dementsprechend mit 3 Wells-Turbinen ausgestattet werden und 750 kW leisten.

Foz do Douro Konzept Grafik

Foz do Douro Konzept
(Grafik)

Bekannt wird das Projekt, als im Jahr 2005 die Firma Kymaner Ltd. mit Hauptsitz in Lissabon gegründet wird, um in Portugal Wellenenergieprojekte zu entwickeln. Kymaner gilt lange als das einzige portugiesische Unternehmen, das sich ausschließlich mit diesem Spezialgebiet beschäftigt.

Als Entwicklungsziele der neuen Firma werden mit Wells-Turbinen ausgestattete kompakte Turbo-Generatoren für Wellenbrecher (20 – 200 kW), ufernahe OWC-Lösungen (200 – 600 kW) und schwimmende OWC-Anwendungen (> 750 kW) genannt.

Im Jahr 2006 werden bei der EU Mittel zur Durchführung des Foz do Douro Projekts beantragt, doch 2007 wird das Ganze mangels Unterstützung seitens der lokalen Verwaltungen gestoppt. Trotzdem arbeiten Ende 2008 Wissenschaftler der Technischen Universität Lissabon mit Kollegen des Massachusetts Institute of Technology zusammen, um das Konzept weiter zu optimieren ... in der Hoffnung, daß es in Zukunft doch noch irgendwann einmal verwirklicht wird.

Kymaner setzt sich auch für den Erhalt der Pico-Anlage ein, liefert die Impuls-Turbine für die irische Wellenkraftanlage der OceanEnergy Ltd. (s.d.), arbeitet an einem Projekt Modondas, bei dem eine speziell für schwimmende OWC-Anlagen neuentwickelte, kompakte TA2 Luft-Turbine eingesetzt werden soll, deren Konzept das Unternehmen im Jahr 2009 erstmals vorstellt (KymanAIR, self rectifying axial impulse turbine). Im Folgejahr gibt es das Konzept TA3, doch sonst tut sich nicht mehr viel.

Die nächste Meldung stammt aus dem Jahr 2011, als sich Kymaner an dem Wind/Wellen-Hybridprojekt der Firma Principle Power Inc. aus Seattle beteiligt (s.u. USA).

Im Februar 2012 tritt Kymaner dem Offshore-Teststation-Projekt bei, das, von der KIC InnoEnergy Colocation Iberia finanziert, Basistechnologien im Bereich der Wellenenergie entwickeln will. Dieses Projekt wird vom IST koordiniert und von EDP Innovation verwaltet, weitere Partner sind das WavEC, die Firmen BlueEdge und Tecnalia, sowie die Universität von Uppsala und das Polytechnikum Barcelona. Neben der Umweltüberwachung sollen im Rahmen des Projekts ein ferngesteuerter Unterwasserroboter, hocheffiziente Luft-Turbinen sowie neue Methoden für die Seekabel-Verbindung entwickelt werden.


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

Pelamis Kraftwerksfeld Grafik

Pelamis Farm
(Grafik)

Das Aguçadoura Projekt mit einem Umfang von 8,8 Mio. € ist nur das erste einer geplanten ganzen Reihe ähnlicher Projekte. Neben der schottischen Firma Pelamis Wave Power Ltd. (früher: Ocean Power Delivery Ltd., ODP) 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 besteht aus einer Reihe von vier halb untergetauchten und jeweils 30 m langen Stahlzylindern mit hydraulischen Kolben in den Verbindungsstücken. 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. Ich habe das System bereits ausführlich in der Länderübersicht Großbritannien vorgestellt (s.d.).

Damit die Pelamis-Wellenkraftwerke sowohl genutzt aks auch detailliert beobachtet werden können, werden sie durch armdicke Kabel verbunden, die im Wesentlichen aus einer Stahlarmierung bestehen, mit einem im Inneren liegenden kupfernen Hochspannungskabel, durch welches der Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird, dazu kleineren Stromleitungen zur Notversorgung der Aggregate an Bord, sowie 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, denn ein Pelamis-Kraftwerk 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 starkem Seegang funktioniert. 

Ende September 2007 wird das Wellenkraftwerke vor Aguçadoura offiziell eingeweiht und in Betrieb genommen. Die Einspeisevergütung für Strom aus Meereswellen beträgt inzwischen 23 €-Cent/kWh. Mittelfristig ist der Ausbau der Wellenfarm auf 26 Maschinen mit zusammen 20 MW geplant.

Im Jahr 2008 gerät Babcock & Brown infolge der Finanzkrise in Schwierigkeiten und beschließt daraufhin im August 2009 die freiwillige Liquidation. Damit steht auch der Anteil von 77 % an dem Aguçadoura Projekt zum Verkauf (die übrigen 23 % befinden sich im Besitz der Pelamis Wave Power Ltd.).

Agucadoura Wellenfarm

Aguçadoura

Schon 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 technischer und finanzieller Schwierigkeiten, wie es heißt. Das Unternehmen will sich statt dessen auf die neue Pelamis 2 (P2) Maschine konzentrieren, die ab 2010 in Orkney getestet werden soll (s.u. Großbritannien).

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. Später entscheidet man sich jedoch dafür, im Rahmen eines Phase-2-Aguçadoura-Projekts lieber die neuen P2-Maschinen einzusetzen. Es bleibt abzuwarten, ob dieser Plan tatsächlich umgesetzt wird.


Im Mai 2009 vereinbart das portugiesische 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. Deren 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 in Portugal berichtet die Presse im September 2010. Das hierfür bereits im Vorjahr gegründete europäische Wellenenergiekonsortium Standpoint (Akronym des Projekttitels: Standardisation of Point Absorber Wave Energy Convertors by Demonstration) führt seit November 2009 unter Leitung der irischen Firma Wavebob Ltd. (s.d.) und mit Beteiligung der portugiesischen Firma Generg GND, der schwedischen Vattenfall AB sowie den deutschen Unternehmen Germanischer Lloyd Industrial Services GmbH und Hydac System GmbH ein 3-Jahres-Projekt mit Investitionen in Höhe von knapp 8,5 Mio. € durch. Standpoint wird hierbei im Rahmen des FP7 Forschungsprogramms der EU mit rund 5,1 Mio. € gefördert.

Zum Einsatz kommt ein Wavebob mit einen Durchmesser von 14 m, einem Tiefgang von 40 m und einer Höhe von 8 m über dem Wasserspiegel, der mehrere hundert Haushalte mit Strom versorgen kann. Der Output von 1,2 MW wird mittels drei hydraulischer und einem neu entwickelten Linear-Magnet-System erzielt. 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. Das Projekt endet im November 2012 - ohne größere Wellen geschlagen zu haben...


Russische Föderation (ab Sowjetunion)


Zeichnung aus dem russischen Patent

Russisches Patent
(2007)

Den Quellen zufolge geht eine 800 kW Anlage bereits im Jahr 1968 vor Murmansk in Betrieb. Ich würde mich freuen, hierüber weitere Details zu erfahren.

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. Auch hierüber habe ich bislang noch keine näheren Details finden können.

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 westlichen Fachpresse erstmals über die 1991 gegründete russische Firma Applied Technologies Company Ltd. (ATC) aus Moskau berichtet, die ebenfalls eine neuartige Technik zur Nutzung der Wellenenergie entwickelt hat.

ATC Farm Grafik

ATC Farm
(Grafik)

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 nun 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 Fernsehbericht von 2009, der auf der Firmen-Homepage zu sehen ist, sind Versuche in einem Wellentank sowie der Bau einer Demonstrationsanlage zu beobachten. Über Ergebnisse einer Erprobungen auf offener See ist bislang jedoch nichts bekannt.

Die nächste Meldung stammt vom März 2011, als ATC-Chef Alexander Temeev auf der HydroVision Russia in Moskau den aktuellen Projektstand bekannt gibt, ohne jedoch irgendwelche Details zu nennen.

Danach folgt die Präsenz auf verschiedenen Messen und Ausstellungen, wo auch ein System zur Wasserstoff-Produktion gezeigt wird, das mit Wellenenergie betrieben wird (VELU). Die auf den Fotos zu sehenden Ausstellungsstände der ATC errinnern ein wenig an Jugend forscht, wobei die involvierten Herren allerdings alle gestandenen Alters sind.

Im Februar 2012 gibt es einen weiteren Fernsehbericht - und im Mai ist das durch die ATS entwickelte Projekt mit dem Titel ‚Power System for Electricity and Hydrogen Production by Marine Resources Utilization’ der nationale Gewinner für Rußland zum ENERGY GLOBE Award 2012. Neuere Informationen gibt es bislang nicht.


Schweden


Ab 1980 wird von den Firmen Celsius Industries und Götaverken Energy eine Boje entwickelt, die einen speziellen Schlauch verwendet, um Meerwasser unter Hochdruck zu pumpen. Die Technik funktioniert vermutlich nach einem peristaltischen Prinzip (= Muskeltätigkeit verschiedener Hohlorgane), denn den Beschreibungen zufolge wird die sonst übliche Verankerungsleine der Boje durch einen Schlauch ersetzt, der gleichzeitig als Pumpe arbeitet.

Wenn sich der Schlauch streckt, nimmt sein inneres Volumen ab. Bewegt sich der Schwimmer nun an der Wasseroberfläche auf und ab, wird Seewasser in den Schlauch gesaugt und am anderen Ende unter Druck in eine Sammelleitung gepreßt, von wo aus es eine Turbine betreiben kann.

Im Jahr 1984 testet die Firma Technocean (TO) aus Göteborg drei Wellen-Schlauchpumpen im Meer vor der schwedischen Westküste bei Vinga. Über die Ergebnisse dieses Versuchs habe ich bislang allerdings nichts herausfinden können.

Bereits drei Jahre zuvor, 1981, wurde eine sogenannte IPS Boje in Betrieb genommen (Swedish IPS Buoy converter), deren Schwimmer entlang einer vertikalen Stange nach oben und unten gleitet, die mit einer trägen Masse verbunden ist, welche sich in einigem Abstand unterhalb im Wasser befindet. Durch die relative Bewegung zwischen der Boje und dem Stab wird die Wellenenergie durch mechanische oder hydraulische Mittel in Nutzenergie umgewandelt.

Wellen-Schlauchpumpen (Versuch 1984)

Wellen-Schlauchpumpen
(Versuch 1984)

An diesem schwimmenden Wellenkraftwerk arbeitet die Firma Interproject Service AB (IPS) aus Bettna schon seit der 1970er Jahren, wobei die ersten Versuche mit einer IPS-Boje (Elskling) in voller Größe bereits ab 1980 durchgeführt werden.

Gemeinsam mit der Technocean wird zwischen 1994 und 1996 das Projekt OWEC-1 Offshore Wave Energy Converters realisiert, bei dem eine Bojenanlage namens IPS OWEC Buoy (auch: Slack Moored IPS Point Absorber) entwickelt wird, deren jüngste Patente von 1996 stammen.

Insgesamt fließen über 20 Jahre an theoretischen und praktischen Studien, Labortests in einem Wellentank in Irland sowie Versuchen 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. 

Vergessen ist es aber nicht, denn im August 2008 wird in Bettna in Södermanland die Firma Waves4Power AB (W4P) gegründet (später in Göteborg), die mit finanzieller Unterstützung der Göteborg Energi Research Foundation und der FROG Marine Group (aber ohne großen externen Investor) die Technologie für unterschiedliche Wellenstärken und Wassertiefen von 30 - 50 m weiterentwickelt. Das neue Kraftwerk besteht aus einer Boje mit einem langen durchgehenden Rohr, in welchem ein innenliegender Schwimmer-Kolben über ein hydraulisches System mit einem Generator verbunden ist. Je nach Standort beträgt die erzielbare Leistung zwischen 100 kW und 300 kW.

Der Hintergrund des Unternehmens hat eine längere Geschichte: Im Jahr 2001 starten Hans und Göran Fredrikson – die Söhne des IPS-Gründers Gunnar Fredrikson – in den USA die Firma AquaEnergy Group, welche die AquaBuOY Wellenkraftanlage entwickelt (s.d.). 2006 wird AquaEnergy an die kanadische Finavera Renewables Inc. verkauft, die einen Prototyp baut und 2007 vor der Küste von Oregon testet. Danach verliert Finavera das Interesse an der Wellenenergie und richtet den Fokus auf Windenergie in British Columbia. Dies eröffnet dem Brüderpaar die Möglichkeit, das Team von Experten im Jahr 2008 noch einmal zusammen zu bringen und die neue Firma zu gründen. Es ist daher kein Wunder, daß die WaveEL Boje auf dem gleichen IPS-Prinzip wie die AquaBuOY basiert, auch wenn sie ein anderes Energieumwandlungssystem nutzt.

Nach weniger als zwei Jahren Entwicklungszeit wird 2010 ein Prototyp des WaveEL-Systems in voller Größe fünf Monate lang bei Vinga getestet, und im Jahr 2011 will das Unternehmen einen Wellenkraftwerk Park mit 4 Bojen in Betrieb nehmen. Außer einer im Jahr 2012 erfolgten Nominierung für den Climate Solver Award des WWF gibt es bislang jedoch noch keine weiteren Neuigkeiten.


FWPV Versuchsanlage

FWPV Versuchsanlage

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

Im Laufe der Jahre 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 ist eigentlich die Entwicklung einer 1,5 MW Anlage, die vor den britischen Shetland-Inseln installiert werden soll. Ab 2002 beschäftigt sich Sea Power jedoch primär mit seinem Gezeitenkraftwerk (s.d.), während das Thema Wellenenergie nicht weiter verfolgt wird.


Ab 1992 arbeitet ein Team an der Chalmers-Universität in Göteborg an einem System, das insbesondere für küstennahe Gewässer gedacht ist und wie ein Triangel in der Brandung schwimmt. Es besteht aus Schaufelrädern, die zu zwei langen Wasserwalzen von jeweils 23 m verbunden und dabei scherenförmig gespreizt sind. Flutet eine Welle über die Walzen hinweg, werden die oberen Schaufelkammern mit Wasser gefüllt und 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 je eine Versuchsanlage gegeben hat oder was aus dem Projekt schließlich geworden ist.


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 einem Bojen-Wellenkonverter, der von den Professoren und Gründern Mats Leijon und Hans Bernhoff erfunden worden ist, und den das Unternehmen nun kommerzialisieren will. Entstanden ist das neue System in Zusammenarbeit mit dem Centre for Renewable Electric Energy Conversion und verschiedenen Forschungsgruppen der Universität Uppsala.

Das relativ einfache Prinzip besteht aus einem Schwimmer, der an einem Seil zieht, das wiederum mit einem am Meeresboden verankerten Lineargenerator verbunden ist – und 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 an Land und ins öffentliche Netz geleitet.

Die Forschungsarbeiten an der Universität Uppsala, die stark von Prof. Mats Leijon initiiert werden, bekommen ihre Finanzierung 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. Die beiden letzteren Unternehmen sind auch die ersten, welche eine Wellenkraftanlage von Seabased bestellen. In Zusammenarbeit mit Vattenfall und der schwedischen Energiebehörde führt Seabased ferner eine Standortstudie für ein Wellenkraftwerk mit 10 – 15 MW Leistung durch.

Seabased Versuch

Seabased Versuch

Nachdem die Universität Uppsala an der schwedischen Westküste die Gründung eines Wellenenergie-Forschungsparks initiiert hat, startet das Lysekil-Wellenenergie-Projekt, dessen Planung schon im Frühjahr 2002 begonnen hatte, und das voraussichtlich bis 2014 in Betrieb bleiben wird. Der exakte Standort der Pilotfarm Skagerrak liegt etwa 1 nautische Meile (~ 2 km) westlich vom Leuchtturm der Halbinsel Islandsberg bei Gullholmen in der Gemeinde Lysekil, wo sich auch die Produktionsstätte der Firma Seabased befindet.

Das Projekt hat die Erlaubnis, maximal 10 Generatoren mit jeweils 10 kW Leistung zu verwenden, die sukzessive bis 2010 ins Wasser gebracht werden sollen. Um mögliche Umwelteinflüsse zu untersuchen, wird das Projekt mit bis zu 30 Dummy-Bojen erweitert.

2004 werden der endgültige Standort bestimmt, die Markierungsbojen ausgelegt und eine Wellen-Meßboje installiert. Im März 2005 wird in Hafen von Lysekil erste Boje in voller Größe (Durchmesser 3 m) zusammen mit einer 40 t schweren Fundamentierung ins Wasser gebracht und zum Teststandort geschleppt, wo das Fundament langsam auf den Meeresboden abgesenkt wird und die Vermessung der Bojeneffizient beginnt. Im Frühjahr startet auch der Bau von 4 Bojen für Umweltstudien, eine davon in voller Größe sowie 3 kleinere mit ca. 2 m im Durchmesser, die ein spezielles Design für die Untersuchung des Bewuchses durch Muscheln, Seepocken und Algen sowie andere Meereseinflüsse haben und im Herbst in den Einsatz gehen. Im Dezember beginnt die Montage des ersten Linear-Generators.

Im Laufe des Frühjahrs 2006 wird von Gullholmen aus ein Seekabel bis zum Standort ausgelegt, wo am 13. März der Generator auf dem Meeresboden abgesenkt und auf dem Betonfundament montiert wird. Schon am Abend mißt die Station an Land erstmals den Eingang von Strom. Bis zum Herbst läuft die Datenaufnahme kontinuierlich, doch dann geht der Generator außer Betrieb und einige Geräte müssen ausgetauscht werden. Auch die Bojen für die ökologischen Studien müssen entfernt und verstärkt werden.

Der Generator geht Anfang März 2007 wieder in Betrieb, neue Meßtechniken werden installiert und auch die Meßstation auf Gullholmen wird modifiziert und mit neuer Technik ausgestattet. Im April liefert das Wellekraftwerk seine Leistung erstmals über einen Gleichrichter. In Uppsala beginnt der Bau von zwei neuen Generatoren, außerdem wird eine große Anzahl neuer Umwelt-Bojen im Projektgebiet installiert, die im Laufe des Sommers von Tauchern inspiziert werden. Zeitgleich wird auf Klammerskäret ein Aussichtsturm errichtet, der mit Windturbine und Solarpaneelen ausgestattet ist, um ein Kamera-Netzwerk zu betreiben.

Im Mai 2008 wird festgestellt, daß bei Stürmen der vergangenen Herbst und Winter die meisten Ausrüstungsgegenstände auf dem Aussichtsturm zerstört worden sind. Nach der Reparatur und technischen Ergänzungen wird das Equipment in einer größeren Höhe auf den Turm erneut installiert, und ab Juli kann das Bojenfeld von Uppsala aus in Echtzeit beobachtet werden.

Seabased Donut-Boje

Seabased Donut-Boje

Im Frühjahr wird auch der Bau von vier neuen Bojen abgeschlossen, von denen eine wie ein 6 m durchmessender, sechseckiger Donut geformt ist und im Mai mit dem Lineargenerator L1 verbunden wird, während die anderen drei Bojen zylindrische Formen mit unterschiedlichen Durchmessern (3 / 3,5 / 4 m) und Dicken (0,69 / 0,88 / 1,2 m) haben. Seabased beginnt im ersten Halbjahr 2008 auch mit der Kleinserien-Produktion seiner Anlagen: 4 Systeme mit 20 kW und eines mit 50 kW. Schon im September 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.

Während dem Herbst und Winter 2008 wird der Bau von zwei Linear-Generatoren L2 und L3 abgeschlossen, die anschließend nach Lysekil geliefert und im Februar 2009 am Projektstandort installiert werden. Im selben Monat gibt Seabased bekannt, daß man gemeinsam mit dem finnischen Energieunternehmen Fortum Oy bei der schwedischen Energie-Agentur (Energimyndigheten) einen Antrag einreichen wird, um finanzielle Unterstützung für den Bau einer 10 MW Wellenkraftwerks-Farm an der Westküste des Landes erhalten. Das Sotenas Projekt – das weltweit größte Kraftwerk seiner Art – soll vor der Küste von Smögen in der Gemeinde Sotenäs entstehen und aus 400 - 500 miteinander verbundenen Einheiten bestehen (andere Quellen: 420). Fortum hatte schon zuvor zusammen mit der Universität Uppsala in das Testgelände für Wellenkraftwerke vor der Küste von Lysekil investiert – und ist außerdem in die Entwicklung des finnischen WaveRoller involviert (s.d.)

Nachdem im März das Unterwasser-Umspannwerk ins Meer gebracht wird, werden im Mai zwei der neuen Bojen mit den Linear-Generatoren L2 und L3 verbunden – und im Juni erfolgt die Anbindung der drei Generatoren an das Umspannwerk. Nun soll die Forschungseinrichtung bis 2013/2014 in Betrieb bleiben, um anschließend wieder entfernt zu werden – sofern nicht eine Verlängerung der Genehmigung beantragt wird. Im Laufe der nächsten Monate werden weitere Generatoren und Ringbojen installiert, frühere Systeme zur Überprüfung nach Lysekil versandt, Schäden am Beobachtungsmast repariert und eine neue Windkraftanlage angebracht.

Im Februar 2010 meldet Seabased, daß die Energie-Agentur zugesichert habe, das gemeinsam mit Fortum geplante 10 MW Wellenkraftwerks-Projekt zu bezuschussen. Von der Gesamtinvestitionssumme von ca. 250 Mio. SEK (~ 25 Mio. €) wird die Agentur 139 Mio. SEK (~ 14 Mio. €) übernehmen. Mit der Unterstützung sollen der Aufbau der Demonstrationsanlage sowie die Weiterentwicklung der Technologie ermöglicht werden, damit diese ihr volles wirtschaftliches Potential zeigen kann. Nachdem die Agentur bereits Unterstützung für vier andere Projekte gewährt hatte, ist das Seabased/Fortum-Kraftwerk nun das fünfte und letzte im Rahmen eines Programms der schwedischen Regierung, die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen durch die Entwicklung rentabeler Technologien zu unterstützen und zu fördern.

Im März schaffen es die Seabased-Systeme sogar auf einen Briefmarken-Block der schwedischen Post. Wo sie anscheinend einen großen Fan zu sitzen haben – denn auch im März 2011 erscheint die Technologie auf einer Serie, die das Thema ‚Kraft der Natur’ zum Inhalt hat. Im weiteren Verlauf des Jahres werden die Prototypen L4 – L9 sowie neue, kleinere Bojen für Meeresbiologie-Studien installiert.

Seabased auf Briefmarkenblock

Seabased auf Briefmarkenblock

Im November 2011 bestätigt die EU-Kommission, daß die von der schwedischen Energie-Agentur beschlossene Unterstützung für das Sotenas Projekt im Einklang mit den EU-Vorschriften steht. Damit steht der Weg für die Umsetzung des Projekts offen. Im Dezember unterzeichnen Seabased und Fortum die Vereinbarung über den Bau des gemeinsamen Wellenkraftwerks in Sotenäs. Das Gesamtbudget wird auf rund 25 Millionen Euro beziffert, von denen Fortum etwa die Hälfte tragen wird. Andere Quellen sprechen zu diesem Zeitpunkt aber schon von Projektkosten in Höhe von 344 Mio. SEK (~ 37,5 Mio. €).

In der ersten Hälfte des Jahres 2012 wird Seabased die Serienproduktion von Bojen, Generatoren, Schaltanlagen und Umformern in einer Fabrik starten, die in der Gemeinde Lysekil errichtet wird. Bis zum Winter sollen dann die ersten 42 Wellenkraftwerks-Bojen nebst zugehöriger Ausrüstung installiert werden. Nach einer Forschungszeit von etwa einem Jahr wird die zweite Phase beginnen, an deren Abschluß 2014/2015 ein Wellenenergie-Park aus 420 Bojen mit einer Gesamtleistung von etwa 10 MW steht, der auf einer Fläche von einem halben Quadratkilometer installiert ist.

Weitere Meldungen gibt es bislang noch nicht. Die gesamte Seabased-Technologie ist nebst allen bis gemachten Erfahrungen beim Einsatz der Lineargenerator-Bojen in einer überaus detaillierten Dissertation von Erland Strömstedt aus dem Jahr 2012 an der Universität Uppsala zu finden, die auch im Netz abrufbar ist: Submerged Transmission in Wave Energy Converters.


Die Firma Ocean Harvesting Technologies AB (OHT) des Industriedesigners Michael Sidenmark wird im September 2007 in Karlskrona gegründet, um eine innovative und patentierte Technologie weiterzuentwickeln, die eine sehr kostengünstige Energieerzeugung ermöglichen soll.

OHT Konzept Grafik

OHT Konzept (Grafik)

Bei dem Oceran Harvesting (Ozean Harvester) System handelt es sich um eine Boje, welche die Wellenenergie aufnimmt und in einem Gegengewicht speichert. Im Innern des Schwimmers befindet sich eine Trommel mit aufgewickeltem Ankerseil – sowie eine weitere, auf der ebenfalls ein Seil aufgewickelt ist, an dessen Ende sich das Gegengewicht befindet.

Durch das Auf- und Absteigen mit den Wellen werden die Trommeln gedreht und damit die vertikale Bewegung in eine Rotation umgewandelt. Diese wird dann von einem internen Generator, der zwischen den Trommeln angebracht ist, in Strom konvertiert. 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.

Das Projekt wird ab November 2009 von E.ON, der Firma Pier Venture AB und drei privaten Investoren aus Blekinge und Kronoberg mit Risikokapital in Höhe von 15 SEK gefördert, und auch die Wellenbecken-Versuche im Maßstab 1:20 am dänischen Hydrologischen Institut in Hørsholm außerhalb Kopenhagens zeigen zufriedenstellende Ergebnisse.

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. Das Blekinge Institute of Technology (BTH) veröffentlicht 2009 und 2011 zwei Berichte über die Versuchsergebnisse. In einer nächsten Phase sollen 6 Anlagen à 100 kW installiert und gemeinsam ans Netz angeschlossen werden. Die erste kleine kommerzielle Farm aus 50 Einzelanlagen mit einem Jahresertrag von rund 25 GWh ist für 2014/2015 geplant.

Die US-Patentanmeldung (Nr. 20110304145) wird im Juni 2011 eingereicht und im Dezember veröffentlicht. Ursprünglich hatte das Unternehmen das System bereits ab März 2009 zwei Jahre lang vor der Küstenregion Blekinge an der Ostsee testen wollen – um im Jahr 2013 mit 100 kW Systemen auf den kommerziellen Markt zu kommen. Tatsächlich verzögert sich die Umsetzung aber bis zum Oktober 2011, als Sidenmark grünes Licht von dem Energieunternehmen Fobox AS des norwegischen Reeders Fred Olsen erhält, um ab August 2012 einen 25 kW Prototyp seines Wellenkraftwerks bei Risör im Meer vor Norwegens Südostküste zu testen. Beim jüngsten Update dieser Übersicht Mitte 2013 gibt es keinerlei aktuelle Meldungen oder neue Information über die geplante Umsetzung,


Der WaveReaper der 2008 in Gründung befindlichen Firma WavePartners Ltd. in Stockholm ist ein selbstjustierendes System, das sich automatisch der Wellenhöhe anpaßt. Lizenzen für die 15 kW Anlagen, bei denen Kunststoff-Fässer aus meerwasserresistentem PVC mit einer Hubkraft von jeweils ca. 100 kg 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 (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 allerdings noch im sehr frühen Planungsstadium... und später ist nichts mehr darüber zu hören.


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, welcher das Wasser und die Luft als quasi mechanische Teile zur Stromerzeugung nutzt. Die Berechnungen zeigen ebenso wie die Simulationen und praktischen Versuche im Wellentank, daß das Konzept in der Lage ist auf kostengünstige Weise sehr hohe Energiemengen zu extrahieren.

Vigor Wave Energy Converter Grafik

Vigor Wave Energy Converter
(Grafik)

Technisch erinnert die auf dem Wasser liegende Röhre an das Anaconda-System der britischen Firma Checkmate Seaenergy UK (s.d.). Auch hier drücken die Wellenbewegungen Wasser und Luft in der Röhre voran und erzeugen damit den Druck, der das Wasser schließlich durch eine Turbine preßt. Diese befindet sich in einer zentralen Schwimmplattform, an die verästelt mehrere Schläuche angeschlossen sind. Ein einzelner 400 m langer Schlauch soll dabei mehr als 3 MW, eine entsprechend 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 der neuen Firma ist die Entwicklung und der Vertrieb von relativ kostengünstiger 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 die Ausgabe von Aktien ist das Unternehmen Mitte 2010 mit rund 3 Mio. SEK ausgestattet, doch für den Bau eines Prototyps im Maßstab 1:4 werden schätzungsweise 8 Mio. SEK benötigt. Vigor gehört aktuell fünf Partnern: GU Holding (34 %), Daniel Ehrnberg, dem Erfinder des Systems (30 %), Innovationsbron (8 %), Kaponjären 1 AB (9 %) und AKT Future (9 %).

Mitte 2010 kooperiert Vigor mit der Chalmers University bei der rechnerunterstützten 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 erhält das Unternehmen eine Förderung in Höhe von 75.000 SEK aus dem 50-Year Fund for Science, Technology and Environment von König Carl XVI Gustaf. Und im Oktober wird mit der Chalmers University of Technology die Errichtung eines Versuchslabors mit einem 40 m langen Wellentank vereinbart, der bis Jahresende betriebsbereit sein soll. Im Folgejahr 2011 will das Unternehmen hier Versuche mit Prototypen im Maßstab 1:4 durchführen.

Weitere 500.000 SEK gibt es im April 2012 aus dem Programm Forska&Väx (Forschung & Wachstum) der VINNOVA zur Stärkung schwedischer Innovationen für nachhaltiges Wachstum und gesellschaftlichen Nutzen. Ansonsten sind jedoch keine Neuigkeiten oder Fortschritte zu vermelden.


Im Januar 2009 übernimmt der schwedische Energiekonzern Vattenfall für 500.000 € einen Anteil von 51 % der Entwicklungsfirma für Meeresenergie Pandion Ltd., während die irische Wavebob Ltd. die übrigen 49 % hält. Pandion hat bereits den Antrag gestellt, an der Westküste Irlands kommerzielle Wellenenergie-Anlagen mit einer Kapazität von über 250 MW zu errichten. Es gelang mir bislang noch nicht zu eruieren, ob es sich bei Pandion überhaupt um ein seriöses Unternehmen handelt – denn irgendwelche technischen Informationen sind nicht zu finden –, oder wieso die halbe Million Euro von Vattenfall nach Zypern geflossen ist, wo Pandion sein Hauptbüro hat, ohne irgendwelchen weiteren Details über sich zu veröffentlichen. Falls jemand von Vattenfall hier mitliest: Ich würde mich über eine Aufklärung dieses Mysteriums sehr freuen...


An der Chalmers-Universität werden inzwischen so jährlich Dissertationen zum Thema Wellenenergie geschrieben. Die von Rafael Waters aus dem Jahr 2010 befaßt sich beispielsweise mit einer Versuchsanlage, die im März 2006 rund 2 km vor der Westküste des Landes nahe der Stadt Lysekil installiert und in den Folgejahren mehrfach und für jeweils mehrere Monate in Betrieb genommen wird. Dabei handelt es sich um eine Seabased-Schwimmboje mit einem am Boden fest verankerten 8 m hohen Lineargenerator (s.o.).

Der Teststandort für Wellenkraftanlagen nahe Lysekil, und 100 km nördlich von Göteborg, wird seit 2004 vom Centre for Renewable Electric Energy Conversion der Universität Uppsala betrieben. Der Standort verfügt über eine Wassertiefe von 25 m und einem flachen Sandboden. Mit der Meß-Station auf der kleinen Insel Gullholmen ist er durch ein 3 km langes Seekabel verbunden. Im Rahmen eines bis 2013 genehmigten Einsatzes sollen hier bis zu 10 netzverbundene Wandler, 30 Umwelt-Meßbojen sowie ein Beobachtungsturm installiert und im praktischen Einsatz erprobt werden. Ende 2010 sind allerdings nur ein einziger Wandler (der Linear-Generator von Seabased), eine Anzahl Meßbojen sowie der Beobachtungsturm in Betrieb.

Eine weitere Dissertation, die sich mit den experimentellen Ergebnissen der Wellenenergie-Forschung am Teststandort Lysekil beschäftigt, wird von Olle Svensson im Jahr 2012 an der Universität Uppsala eingereicht (Experimental results from the Lysekil Wave Power Research Site). Im selben Jahr legt Kim Larsson an der Chalmers University eine MA-These vor, die sich mit dem Einsatz eines Schwungscheiben-Speichers bei einem Wellenenergie-Konverter befaßt (Investigation of a wave energy converter with a flywheel and a corresponding generator design). Nicht vergessen werden sollte die bereits im Februar 2010 veröffentlichte Dissertation von Dan Wilhelmsson am Institut für Zoologie der Universität Stockholm, 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, indem sie die Zahl der dort lebenden Fische und Krebse erhöhen. Eine Aussage, die unter den oftmals überkritischen Umweltschützern bestimmt keine große Freude hervorruft... obwohl sie es eigentlich sollte.


Im Jahr 2009 wird als Ableger von Fagerdala-Service die Firma Hexicon AB mit Sitzen in Öregrundsgatan und Stockholm gegründet, die vakante Werftkapazitäten verwenden will, um schwimmende Plattformen mit 480 m im Durchmesser zu fertigen, die sowohl mit Wellenkraftwerken der australischen Firma Ocean Linx (s.d.), als auch mit 36 konventionellen horizontalen und vertikalen Offshore-Windkraftanlagen ausgestattet sind.

Jede dieser mehr als 20.000 t schweren Plattformen soll 69 MW erwirtschaften, von denen 15 MW aus der Wellenkraft stammen. Installiert werden können die Hybridanlagen in Meerestiefen von 40 m bis zu 1.000 m. Die einzelne Plattform ‚sitzt’ dabei auf einem Drehkopf, damit sie sich am Wind ausrichten kann. Später werden auch 500 x 700 m große Plattformen mit einem Gewicht von 35.000 t und einem Gesamtoutput von 72 MW designt.

Laut Hexicon bestehen bereits Partnerschaften mit kommunalen Energieunternehmen in Schweden sowie staatlichen Energieunternehmen im Ausland, und man bewirbt sich 2012 um eine Teilnahme am EU-Projekt NER 300, bei dem innovative Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien und des Carbon Capture and Storage (CCS) finanziert werden. Die entsprechenden Projekte wollen die drei Länder Schweden, Zypern und insbesondere Malta gemeinsam verfolgen.

Interesse an der Technologie gibt es aber auch aus anderen Ländern, und die Firma hofft, eine erste Einheit im Sommer 2014 bei Utklippan in Karlskrona zu Wasser bringen zu können.


Singapur


Die aus drei Unternehmen bestehende Hann-Ocean-Gruppe des Erfinders und Ingenieurs Henry L. Han bietet seit 2005 innovative Lösungen für schwimmende Plattformen und marine erneuerbare Energiesysteme. Die Hann-Ocean Technology (HOT) ist auf den F&E-Bereich, das Produktdesign und Beratungen spezialisiert, die Hann-Ocean Platforms (HOP) bietet eine breite Palette von schwimmenden Plattform-Lösungen, während sich die Hann-Ocean Energy (HOE) mit Wellenenergiekonvertern beschäftigt.

Ab März 2008 entwickelt Han – in Partnerschaft mit der Firma SembCorp Marine Technology und mit Unterstützung eines Technology Innovation Grants durch SPRING Singapore, der staatlichen Agentur für die Förderung des Wirtschaftswachstums und der Produktivität in Singapur – das Konzept des Wellenenergiewandlers Drakoo (Dragon King of Ocean). Im August reicht er die ersten internationalen Patente für seine Erfindung ein. Im Rahmen der Hann-Ocean Technologies Pte Ltd. wird das einem Seestern ähnelnde Kraftwerk von Anfang an für Effizienz, Einfachheit, Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Vielseitigkeit, Wirtschaftlichkeit sowie Umweltfreundlichkeit konzipiert, wie Erfinder und Unternehmen verlauten lassen.

Das System nutzt beide Energieformen, die in den Wellen stecken: die potentielle und die kinetische Energie. Der Schlüssel zu dieser effizienten Wellennutzung ist ein ausgeklügeltes Zwei-Kammer-System, bei dem sowohl die Höhe der Meereswellen als auch die Wasserbewegung einen Stromgenerator im Inneren des Seesternkraftwerks antreiben. Trifft der Scheitel einer Welle auf den Seestern, strömt Wasser durch eine leichtgängige Ventilstruktur, die Fischflossen nachempfunden ist, in eine obere Einlaß-Kammer.

Drakoo Seestern Grafik

Drakoo Seestern (Grafik)

Sobald es von dort in die untere Auslaßkammer fließt, treibt es die mit einem Stromgenerator verbundene Kaplan-Turbine an, die mit bis zu 1.000 U/m rotiert. Treibt der Seestern dagegen in einem Wellental, wird das Wasser in der Auslaßkammer – ebenfalls durch Ventile – wieder ins Meer gedrückt, wobei der Propeller ebenfalls rotiert. Versuche mit ersten, kleineren Modellen im Labor zeigen, daß die Drakoos kontinuierlich Strom erzeugen können, wobei die Leistung um nur etwa 15 % schwankt.

In den Jahren 2009 und 2010 werden mit den Modellen Drakoo-I, II und III immer bessere Resultate erreicht, wobei die Version II im Maßstab 1:2 im September 2010 im Wellenkanal der Nanyang Technological University (NTU) getestet wird, mit der das Unternehmen auch dabei kooperiert, die Wellenenergie-Ressourcen an Singapurs Küsten zu bewerten. Bei diesen Tests wird eine Effizienz von 71 % erreicht.

Im Januar 2011 wird die Konzeption des Drakoo III Prototypen mit einer Leistung von 1 kW beendet und mit dessen Produktion begonnen. Im Mai wird der erste, von Sembcorp Marine in voller Größe gebaute Prototyp an der Westküste Singapurs zu Wasser gelassen und beginnt mit der Stromerzeugung aus Wellen- und Gezeitenenergie.

Im Sommer wird die Version III (Modell Nr. B0001) im Maßstab 1:2 zwei Wochen lang auf offener See betrieben und untersucht, gefolgt von Tests am britischen National Renewable Energy Centre (NAREC) im Juli, bei denen ein Wirkungsgrad von mehr als 50 % gemessen wird.

Als Folge soll nun eine Flotte aus zwölf Seesternen mit je 1 kW Leistung im südchinesischen Meer wichtige Praxisdaten liefern. Sie sind für Wellen zwischen 0,2 m und 5,5 m Höhe geeignet. Parallel dazu wird an einer 1,5 MW Prototyp-Anlage mit einem Durchmesser von 22 m gebaut, um diese im Jahr 2012 am European Marine Energy Centre (EMEC) nahe der Orkney Inseln auf Herz und Nieren zu testen, wobei der anvisierte Wirkungsgrad 65 % beträgt. Im Dezember bildet Hann-Ocean gemeinsam mit der Ocean Space Inc. aus Korea ein Konsortium für die Entwicklung von Wellenbrechern mit integrierten 250 kW Drakoo Wellenenergie-Konvertern.

Drakoo-B0016 Grafik

Drakoo-B0016 (Grafik)

SPRING Singapore bietet Hann-Ocean im Februar 2012 eine Projektförderung im Rahmen des Capability Development Scheme an, um mit dem neuen Modul Drakoo-B0016 See-Tests durchführen zu können. Im Mai wird das Produktdesign des Drakoo-B0004 als abgeschlossen betrachtet, das einen Gesamtwirkungsgrad (Wellen in Strom) von bis zu 55 % erreicht. Das System hat die Maße 2,00 x 2,88 x 2,39 m, wiegt knapp 3 t, erreicht einen nominalen Output von 2,6 kW bei Spitzen von 4,0 kW.

Erfolgreich kommerzialisiert wird die Technologie Ende Oktober 2012 – mit der ersten Lieferung von insgesamt 4 Wellenenergie-Konvertern des Modells Drakoo-B0004 mit einer Gesamtleistung von 16 kW an die Jurong Shipyard Pte. Ltd., die das Array in der neuen Jurong Mega Werft in Tuas View Sea installieren will, um die Anlegestelle der Werft mit Wellenstrom zu versorgen. Im darauf folgenden Monat werden die Seetests des neuen Modells nahe von Kusu Island durchgeführt, die eine effiziente Wirkungsweise auch bei Wellenhöhe von nur 02, m bis 0,5 m belegen.

Im Januar 2013 stellt Henry L. Han auf dem World Future Energy Summit in Abu Dhabi erstmals die Drakoo Typ-B-Technologie vor, die seit Mitte 2010 entwickelt wird und deren erstes Array bereits in diesem März installiert werden soll. Das System wird als modulares, auf dem Meeresboden oder in Wellenbrechern fest installiertes wie auch als schwimmendes Wellenkraftwerk angeboten, das auch an bestehende Offshore-Windkraftwerke oder Meeresplattformen angebracht werden kann.

Eine Erweiterung bildet das Konzept der schwimmenden Hexifloat Renewable Energy Platform, welche Solar-, Wind-, Wellen- und Gezeitenenergie-Generatoren integrieren soll – und sehr an die Entwürfe des Energy Island Teams erinnert (s.d.).


Spanien

Bianco Test

Bianco Test


Claudio Bianco aus Barcelona präsentiert im 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 mehrsprachigen Seite sehr detailliert dokumentiert.

2008 kommt das Projekt Hydrospiral hinzu, das unmittelbar mit der beruflichen Tätigkeit Biancoc zusammenhängt, der Strandbademeister ist, und der daher das Phänomen der Rückströmung an Meeresstränden sehr 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 jedoch nichts bekannt.


Die Abencis SL mit Sitz in Madrid konzentriert sich auf Bereiche der erneuerbaren Energien wie Biogas, Biokraftstoffe und Photovoltaik-Projekte. Ende 2007 gründet sie das Tochterunternehmen Abencis Seapower SL mit dem Ziel, ein Wellenkraftwerk zu entwickeln, das auf einer spanischen Technologie beruht. Grundlage der Entwicklung ist ein Patent der Firma Bonet Technologies SL, bei dem es um eine durch Wellen aktivierte Pumpenanlage geht, und das von Abencis aufgekauft wird.

Bei der Optimierung des Systems arbeitet Abencis Seapower mit dem LIM-CIIRC Maritime Engineering Laboratory der Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) und dem El Pardo Hydrodynamic Experience Channel (CEHIPAR) zusammen.

Im März 2010 unterzeichnet das Unternehmen eine Kooperationsvereinbarung mit dem LIM-CIIRC und der Hafenverwaltung von Sant Feliu, um bis 2012 einen Prototyp der Wellenenergie-Pumpe als Demonstrationsanlage zu installieren. Der Prototyp besteht aus einer Schwimmboje, die mit einer mechanischen Arm-Struktur verbunden ist, die im Hafen installiert ist. Am Bau des Geräts sind die Firmen Look-Technology und IDOM beteiligt. Weitere Informationen gibt es bislang nicht.


Im Mai 2008 bereitet der spanische Energieversorger Iberdrola die Testphase eines 40 kW Wellenkraftwerks in Santoña, Region Cantabria, nahe Bilbao an der nordspanischen Atlantikküste, vor. Hier wird im Laufe der nächsten Monate etwa 4 km weit draußen und rund 50 m über dem Meeresboden eine 60 t schwere, 20 m lange und an der Oberfläche 7 m durchmessende 40 kW PowerBuoy PB40 des US-Unternehmens Ocean Power Technologies Inc. (OPT) verankert (s.d.). Anschließend sollen 9 weitere PB150 Bojen (Mark 3) mit jeweils 150 kW, ein Unterwasser-Umspannwerk sowie eine 6 km lange Kabelanbindung dazu kommen, um gemeinsam Strom für 2.500 Haushalte zu liefern. Die Gesamtkosten des Projekts werden auf 3,2 Mio. € geschätzt.

Santoña OPT

Santoña OPT

Für das seit 2004 in Planung befindliche 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 und Handel.

An der Installation, die im September 2008 erfolgt, ist auch die britische Spezialfirma Mojo Maritime Ltd. aus Cornwall beteiligt. Danach bleibt es eine Weile ruhig um das Projekt.

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 derweil neben der OPT aus dem Wave Energy Centre (Portugal), Fugro Oceanor (Norwegen), DeGima (Spanien), der University of Exeter (GB) und dem ISRI (GB).

Inzwischen wird das Investitionsvolumen des 1,39 MW Projekts am Standort Santoña, gegenüber dem Leuchtturm Punta del Pescador, mit einem Betrag von 8 Mio. € beziffert. Über weitere Fortschritte konnte ich bislang nichts finden.


Die im Mai 2008 gegründete baskische Firma Oceantec Energias Marinas S.L. in Zamudio (später in Derio) 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 der Tecnalia seit 2004, die 2006 ein Patent für die Technologie erhalten und ab 2007 Simulationen und Modelltests in verschiedenen Maßstäben durchgeführt hatte.

Im September 2008 beginnt bei Cala Murgita ein zweimonatiger See-Test mit einem Prototyp im Maßstab 1:4, während im Folgejahr 2009 speziell an dem Kraftübertragungssystem gearbeitet wird, das im Kern aus einer schweren Schwungscheibe besteht, die im Vakuum rotiert. Der erste Prototyp in voller Größe soll 2011 in den Testbetrieb gehen, gefolgt von einer Pilotfarm aus mehreren Einzelanlagen im Jahr 2012. Tatsächlich gibt es aber nach 2010 keinerlei Neuigkeiten mehr...


Die Presse stellt im März 2010 ein Wellenenergiesystem vor, das in Spanien selbst entwickelt wird und einen besonders hohen Stromertrag verspricht. Der Wave Energy Lift Converter Multiples España (WELCOME) ist ein Vorschlag der parallel zu seiner Patentierung im Jahr 2002 gegründeten Pipo Systems, und soll durch ein Konsortium aus der Firma Anortec, dem öffentlichen Forschungsinstitut Platform Oceanic Canary und der Industrial School of Barcelona (CEIB) bis zur Marktreife weiterentwickelt werden. Das Wissenschafts- und Innovationsministerium fördert das Projekt mit 2,1 Mio. €.

WELCOME Konzept Grafik

WELCOME Konzept
(Grafik)

Bei dem System, das auf der sogenannten APC-PISYS Technologie von Abel Cucurella basiert (span. Akronym für Pipo Systems - Isolated Augmented Absorber), 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 eine Steigerung der zurückgelegten Wegstrecke. Nach Meinung der Erfinder nutzt das System sowohl die potentielle als auch die kinetische Energie der Meereswellen.

Nach diversen Vorarbeiten wird 2006 ein Modell im Maßstab 1:10 im Wellenkanal der Universitat Politècnica de Catalunya getestet.

2009 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 und auf 800 kW ausgelegte Farm-Prototyp soll anschließend in Galizien installiert werden und aus mehreren Einheiten von jeweils 8 oder 16 Einzelanlagen bestehen, die gemeinsam 10 MW bzw. 20 MW erzeugen sollen. Der Strom sei insbesondere für den Betrieb von Entsalzungsanlagen gedacht. Beim aktuellen Update Mitte 2013 lassen sich keine neuen Informationen über das Unternehmen oder die Technologie finden.


Im Juli 2011 nimmt der baskische Energieversorger Ente Vasco de la Energía (EVE) vor dem Hafen von Mutriku das weltweit erste OWC-Wellenkraftwerk in Betrieb, das kommerziell genutzt wird. Die Arbeiten an dem Ente Vasco de la Energía Mutriku Projekt begannen 2006 und sollten ersten Planungen zufolge bereits 2008 beendet werden. Tatsächlich wird der Bau Mitte 2009 abgeschlossen, doch die Anlage kann wegen einer Verzögerung bei der Erlangung einer Lizenz noch nicht betrieben werden.

Etliche schwere Stürme hatten in den letzten Jahren viele der Wellenbrecher an der Atlantikküste zerstört. Doch statt die alte Mole zu reparieren, entschlossen sich die Verantwortlichen zu einem 6,4 Mio. € teuren Großprojekt. Die neue Mole, die dem Hafen vorgelagert ist, wurde auf eine Dicke von fast 7 m verstärkt, damit der Damm auch Wellen mit einer Höhe von 9,2 m aushalten kann. Hinzu kam das Wellenkraftwerk, dessen Betrieb nun durch Spezialisten der baskischen Universität studiert wird, um die Leistung der Turbinen zu steigern und das Gesamtsystem weiter zu optimieren.

Die netzgekoppelte Anlage an der baskischen Küste zwischen Donostia-San Sebastian und Bilbao im Norden des Landes ist eine hohle, trapezförmige Struktur mit untergetauchten vorderen Einlaßöffnungen, die jeweils 3,20 m hoch und 4 m breit sind. Das Kraftwerk ist mit 16 Wellsturbinen-Einheiten des deutschen Technologieausrüsters Voith Hydro bestückt, die eine Gesamtleistung von 296 kW erreichen. Installiert sind diese in einem 100 m langen Abschnitt der Außenwand der Wellenbrecher-Anlage, in dem 16 Luftkammern eingebaut sind, die jeweils eine der 2,83 m hohen und 4 m breiten Turbinen beherbergen, die pro Stück 1.200 kg wiegen. Die Kosten der Gesamtanlage betragen 2,3 Mio. €, von denen die technische Ausrüstung 1,2 Mio. € gekostet hat. Mit der geschätzten Jahresleistung von 660.000 kWh können rund 250 Haushalte (~ 600 der 5.000 Einwohner) in Mutriku mit Strom versorgt werden.

Ende 2011 würdigt der schottische Rat für Industrie und Entwicklung (Scottisch Council for Development and Industry) in Glasgow die Lieferung des weltweit ersten kommerziell arbeitenden Wellenkraftwerks im nordspanischen Mutriku durch Voith Hydro Wavegen, die schottische Voith-Tochter im Bereich der Wellenkraft, mit einen Preis für herausragende Leistungen bei der Nutzbarmachung von Erneuerbaren Energien, der durch den schottischen Ministerpräsidenten Alex Salmond überreicht wird.

Das erste Betriebsjahr erfüllt die Anlage die Erwartungen jedoch nicht. Statt der erhofften 660.000 kWh werden nur gut 200.000 kWh erzeugt.


Südafrika


Schon in den 1970er Jahren entwickelt die privat finanzierte Ocean Energy Research Group (OERG) an der Universität von Stellenbosch das später unter dem Namen Stellenbosch Wave Energy Converter (SWEC) bekannt gewordene System, das sich sowohl technisch als auch wirtschaftlich als nachhaltige Quelle für alternative Energie in Südafrika erwies. Das Gerät basiert auf dem OWC-System, ist aber ein Offshore-Gerät, das im Wesentlichen aus zwei untergetauchten Sammler-Armen besteht, die in einer V-Form angeordnet sind, wobei das offene Ende des V aufs offene Meer gerichtet ist. Das Gerät wird auf dem Meeresboden in einer Entfernung von etwa 1,5 km vom Ufer und in einer Wassertiefe von 15 m - 20 m montiert.

Jeder Sammler-Arm besitzt eine Anzahl von Kammern, in denen der Wasserspiegel schwankt. Wenn das Wasser in der Kammer ansteigt, öffnet sich ein Ventil und gibt die Luft mit hohem Druck in ein Luftrohr frei, mit dem alle Kammern verbunden sind. Über Hoch- und Niederdruck-Rohre wird die Luft weiter zu einer Luftturbine geführt, die sich in dem Generator-Turm befindet und den Differenzdruck zwischen den Luftleitungen in mechanische Energie und anschließend über einen Wechselstrom-Generator in Strom verwandelt. Das Luftpumpensystem bildet eine geschlossene Schleife, und der SWEC stellt damit eine robuste Struktur mit wenigen beweglichen Teilen dar.

Entwickelt wird der SWEC von Deon Retief und seinem Team an der Stellenbosch University, wo er in den späten 1970er bis Anfang der 1980er Jahre auch getestet wird. An verschiedenen zwei- und dreidimensionalen Modellen werden im hydraulischen Labor der Universität experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Zu Versuchseinsätzen im Meer kommt es jedoch nicht, da sich inzwischen der Ölpreis stabilisiert hat und das Projekt ad acta gelegt wird.

Wieder aufleben tut der SWEC erst wieder im April 2009, als das Centre for Renewable and Sustainable Energy Studies (CRSES) der Stellenbosch University das Patent für einen landseitigen Stellenbosch Wave Energy Converter (ShoreSWEC) beantragt, der im Wesentlichen eine Erweiterung der ursprünglichen Technologie aus den siebziger Jahren darstellt.

Der neue OWC Wellenenergiewandler ist als ein Gerät entworfen, das in einen Hafen-Wellenbrecher integriert wird. Auch diesmal wird eine Reihe numerischer und experimenteller Modelltests durchgeführt, um die hydrodynamische Effizienz der Vorrichtung zu bestimmen. Für den Ersteinsatz wird ein Standort in der Table Bay identifiziert. Zu diesem Zeitpunkt gibt es in Südafrika noch keinen einzigen Wellenenergiekonverter.

ShoreSWEC Patent

ShoreSWEC Patent

Der staatliche Energieversorger Eskom hatte schon im Jahr 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 worden sind. Da die Ergebnisse zeigen, daß Gezeitenkraftwerke und ozeanthermische Anlagen noch nicht umsetzbar sind, konzentriert man sich vorerst auf die Wellen- und Strömungsenergie.

Auf dem erstem Ocean Energy Workshop im Jahr 2008, organisiert von Eskom und dem South African National Energy Research Institute (SANERI), wird festgestellt, daß Südafrika ein „Bienenstock an Tätigkeiten“ in diesem Bereich ist. Viele Investoren und Projektentwickler sind derzeit mit Studien darüber 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 befinden sich entlang der Süd-, Südost- und Westküste des Landes.

Im Mai 2009 vereinbaren Eskom und 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.

Beim 2. Meeresenergie-Workshop im Oktober 2009, der am Zentrum für Erneuerbare und Nachhaltige Energiestudien (CRSES) an der Stellenbosch University stattfindet und von dem SANERI gesponsert wird, gibt es zwar viele Präsentationen von Spezialisten wie Thembakazi Mali, dem Pionier der Meeresenergie-Forschung in Südafrika, und anderen Teilnehmern, doch Berichte über Versuche oder Umsetzungen gibt es immer noch nicht. Und einen 3. Workshop anscheinend auch nicht mehr. Es sieht ganz danach aus, als würde man sich in Südafrika in Zukunft immer mehr auf die Nutzung der Meeresströmung konzentrieren.

Im Juli 2012 wird die Vor-Machbarkeitsstudie eines SWEC vorgelegt, der für die lokalen Bedingungen in der Gemeinde Saldanha in der Provinz Western Cape geeignet ist. Das Dokument gibt auch einen Überblick über die Studien, die von der Oelsner Group und dem Beratungsunternehmen Prestedge Retief Dresner Wijnberg (PRDW) in Bezug auf das SWEC-Projekt gemacht worden sind. Aus dem Bericht geht ebenfalls hervor, daß in den Hydrauliklabors der Universität von Stellenbosch insgesamt 8 Modelle getestet worden sind, wobei sich zeigte, daß die wahrscheinliche Leistung eines jeden SWEC-Sammelarms im Jahresmittel ca. 2 MW beträgt, mit einzelnen Peaks während der Wintermonate von rund 2,9 MW. Jede V-Einheit würde damit über eine Nennleistung von etwa 5 MW verfügen. Mit den 154 Geräten im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts sollen eine Gesamtleistung von 308 MW und eine durchschnittliche Jahresproduktion von etwa 2.700 GWh erzielt werden.

Die Oelsner Gruppe untersucht zusammen mit der schwedischen Service AB die Verwirklichung eines Wellenkraftwerk-Projekts, bei dem eine verankerte Boje Strom für die Robben Insel liefern soll.

Im September 2012 findet während der Messe Hydropower Africa ein weiterer Workshop statt, bei dem es um die Energien der Wellen und Meeresströmungen geht. Von Umsetzungen der verschiedenen Pläne ist bislang noch nichts zu erfahren.


Südkorea


Das koreanische Ministerium für Maritime Angelegenheiten und Fischerei (MMAF) erforscht und entwickelt etwa ab 2004 ein Wellenkraftwerk mit einer hydraulischen Turbine - sowie eine Kraftwerk, das die Temperaturdifferenz zwischen höheren und tieferen Schichten Meerwasser nutzt (s.u. Temperaturgradient). Details darüber habe ich noch nicht finden können.


Koreanischer Container

Koreanischer Container

Unter den vielen YouTube-Clips, die inzwischen das Netz überschwappen, wird im November 2008 eine einfache, mechanisch funktionierende Wellenenergieanlage gezeigt, die in erster Linie aus einem schwimmfähig gemachten handelsüblichen Container besteht. Eine Schwimmboje, die den Generator über Kettenzüge und Schwungräder betreibt, ist innerhalb des Containers plaziert. Man sieht in dem Clip, daß die Stromabgabe relativ kontinuierlich erfolgt. Leider ist es mir auch in diesem Fall nicht gelungen, nähere Details darüber herauszufinden.


Im Netz 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) 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 entsprechende Messungen durchgeführt werden. Informationen über die möglicherweise geplante technische Ausstattung gibt es bislang nicht.


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. Im regulären Einsatz soll es nur rund 30 m weit vom Strand entfernt installiert werden können.

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

WSG Design Grafik

WSG Design (Grafik)


Im September 2010 berichten die Blogs über den Wave and Solar Energy Generator (WSG), der von vier südkoreanischen Designern entwickelt worden ist. 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 angeschlossen 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 nicht versehentlich Schiffe oder Boote durch die Wellenfarm pflügen...

 

Ende 2010 erscheint in den Fachblogs das ausgesprochen futuristische Design einer Boje der Designer Tae Hoon Lee und Sung Yong Kim, welche die Zukunft der Seeverkehrs-Kontrolle darstellen soll.

Die neue Art von Boje ist so konzipiert, daß sie zwar ferngesteuert betrieben und gesteuert werden kann, dabei energetisch aber völlig autark ist.

Die Erzeugung der benötigten Energie erfolgt durch Solarzellen an der Oberfläche – sowie durch ein EPAM-System (Electroactive Polymer Artificial Muscle), ein gummiartiges Material, das durch das zyklische Auseinanderziehen und die anschließende Kontraktion beim Wellengang Elektrizität erzeugt, ohne daß es dafür weiterer Geräte bedarf. Erfunden wurde es im Jahr 2000 am SRI (mehr dazu unter USA).

Die wellenbetriebenen Bloom-Bojen sollen mit ihren hellen LEDs an der Spitze verhindern, daß in der Nacht Schiffe kollidieren, und diesen mit Hilfe von GPS-Signalen optimale Fahrtrouten übermitteln.


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.

Über weitere Informationen würde ich mich freuen.


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 eigenen Angebane zufolge seit 1958 an der Entwicklung gearbeitet, bis er 2001 ein internationales Patent darauf erhält (WO 2075151).

Die Anlage, die in voller Größe erstmals im Mai 2005 gewassert wird, schaukelt aufgrund ihrer geringen Größe aber wie ein Boot in den Wellen – und kann wegen dem Mangel an Finanzierung nicht mehr weiterentwickelt, sprich vergrößert werden. Details über Resultate des Tests sind nicht zu finden.

Bis dato hat das ganze 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. Später firmiert er unter Metin Çokan Enerji Ltd., doch über weitere Schritte im Bereich der Wellenenergie gibt es nichts zu erfahren.


Im A
ugust 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


Krok-1 Grafik

Krok-1 (Grafik)

Seit 1990 existiert die in Kiew ansässige Firma Krok-1 von V. Ovsyankin, der sich u.a. auch mit einer neuartigen Form von 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 Partnern zusammenarbeitet.

Das schwimmende und flexible System besteht aus langgezogenen 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 des in der Ukraine patentierten Geräts 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 tatsächlich erreichte Leistung beträgt allerdings nur 2 – 3 kW.

Krok-1 Versuch

Krok-1 Versuch

Für eine 2 - 3 MW Anlage nahe der Insel Zmiiny im Schwarzen Meer, die Ende 2008 durch den Akademischen Rat des Landes geprüft und auch genehmigt wird, sind jedoch Investitionskosten in Höhe von 8 Mio. $ erforderlich, die das Unternehmen alleine nicht aufbringen kann.

2009 wird als erster Schritt zur Umsetzung eines 500 kW Pilotmoduls eine Einverständniserklärung über die Teilnahme der Firma Bosch Rexroth an dem WPP Bauvorhaben unterzeichnet. Danach nimmt Ovsyankin zwar an verschiedenen Konferenzen zu maritimen Themen teil, doch aktuellere Informationen über weitere Umsetzungsschritte gibt es bislang 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 hat diese Firma rund 400 Satelliten entwickelt und gestartet und außerdem 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 Nationaluniversität entwickelt wird und zur Herstellung von Wasserstoff gedacht ist.

UKRAINE-1 Grafik

UKRAINE-1 (Grafik)

Die Anlage mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 % soll in Größen zwischen 1 kW und 3 MW gebaut werden können. Das Funktionsprinzip beruht - ähnlich wie beim Krok-1 System - auf der Umsetzung der Wasserbewegung mittels spiraliger Rotationskörper.

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 handelt, deren Projektentwicklung 125.000 € kosten soll. Die geschätzten Baukosten werden nicht genannt.

Darüber hinaus wird auch ein Modell VGE / UKRAINE-2 mit rund 50 t Gewicht entworfen, das 120 kW leisten soll. Für die Projektentwicklung dieses Modells werden 250.000 € veranschlagt, während die Baukosten auf 400 Mio. € geschätzt werden (!).

Ein kleines Versuchsmodell, das 2006 im Schwarzen Meer auf offener See getestet wird, zerbricht während eines Sturmes in mehrere Teile.

Exportanlage (2010)

Waversurfer (2010)

Ein ähnliches Modell wird im Jahr 2010 in Sebastopol im Auftrag der in Dnepropetrovsk ansässigen Firma CORAL fertig konstruiert. Dieses Kleinst-Wellenkraftwerk namens Waversurfer soll anschließend nach Sri Lanka ausgeliefert werden.

Leider habe ich jedoch den Eindruck, daß der Modellbau bei dem Unternehmen 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 können und sollten.

Für das jüngste Foto danke ich meinem Freund Hans-Georg Baldszun, der die Ukraine häufig bereist und auch einen persönlichen Besuch bei dem federführenden Designbüro gemacht hat.


Die Vereinigung Novij Energija mit Sitz in Kiew entwickelt in ihrem Versuchsstandort Dnepropetrovsk einen Wellenkraftwerkstyp, bei dem die Kräfte zwischen den Wellenbewegungen und der Beharrungskraft eines Gyroskops zur Energie-Gewinnung genutzt werden sollen. Leider gibt es keine näheren Details zu finden.


Am Hydromechanischen Institut der Ukraine wird Anfang 2012 mit Tests an einem kleinen Wellenkraftwerk-Modell begonnen, das von der israelischen Firma Eco Wave Power (EWP) entwickelt worden ist. Mitte des Jahres wird dann eine größere Version im Schwarzen Meer versuchsweise in Betrieb genommen. Mehr darüber in der betreffenden Länderübersicht (s.d.).


USA


Über die ersten Wellenenergie-Systeme in den USA habe ich schon weiter oben, in der geschichtlichen Übersicht, ausführlich berichtet. Hier werden die weiteren Entwicklungen ab der vorletzten Jahrhundertwende präsentiert.

Pacific Wave Motor Grafik

Pacific Wave Motor
(Grafik)

Aus dem ersten Jahrzenht des neuen Jahrhunderts sind einige Versuche bekannt, wie beispielsweise der Reynolds-Wave-Motor an der Huntington Beach (1906) und der Edwards-Wave-Motor an der Imperial Beach (1909), über die ich bislang aber keine näheren Informationen gefunden habe.

Einer der berühmteren Wellen-Motoren aus dieser Zeit, der bis heute kolportiert wird, soll von einem Erfinder namens Ralph Starr stammen. Die Legende besagt, daß Starr ein ganz besonderer Durchbruch bei der Wave-Motor-Technologie gelungen sei. Er nutzt die Badewanne seiner Familie um ein Demonstrations-Modell zu konstruieren – und verkauft die Idee einer Gruppe von Investoren.

Starr beginnt 1907 mit dem Bau seiner Maschine bei Lands End, hält die Arbeiten aber geheim und läßt nicht zu, daß irgend jemand auch nur in ihre Nähe kommt. Am Tag der geplanten Inbetriebnahme wird eine große Feier ausgerichtet und die Menschen laufen zusammen um zu sehen, wie die neue Maschine aus den Wellen Strom macht. Immerhin soll sie Energie an sechs Gemeinden liefern. Wer allerdings fehlt, ist Ralph Starr, der nirgends zu finden ist.

Die besorgten Investoren gehen zum Haus des vorgeblichen Erfinders – das sie leer vorfinden. Niemand weiß, ob Starr sie absichtlich betrogen hat, oder ob er der demütigenden Wahrheit, daß seine Maschine nicht funktionierte, nicht ins Gesicht sehen konnte. Da niemand weiß, wie der Starr-Wave-Motor zu bedienen ist, wird er aufgegeben, und die enorme Maschine bricht im Jahr 1909 aufgrund der schwächlichen Konstruktion des Piers, an dem sie befestigt ist, zusammen.

Eine Firma namens National Power Company ruiniert im Jahr 1908 ihren nahe Lands End errichteten Wellen-Motor während der Experimente - und 1911 mietet eine Pacific Wave-Power Company Land an der Baker Beach, um ein Miniatur-Wellenkraftwerk zu bauen, von dem es allerdings nur eine (ungesicherte) eine Zeichnung gibt. Was mit dem Projekt weiter geschieht ist unbekannt, es scheint jedoch der letzte Ansatz seiner Art in San Francisco gewesen zu sein.

Das hier abgebildete Foto eines Wellenmotors stammt zwar nachweislich ebenfalls aus dieser Zeit, da es in der Januarausgabe des Magazins Power aus dem Jahr 1911 abgedruckt wurde, um welchen Wave Motor es sich aber tatsächlich handelt, war bislang nicht herauszufinden.


Titelbild der Modern Mechanix vom August 1932

Titelbild von 1932

In 1930ern bekommt ein Wellenenergie-System reichlich Presse, das von einem nicht namentlich genannten Erfinder aus Los Angeles stammt.

Die von diesem Herrn 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, deren Generator Strom erzeugt.

Der Vorschlag schafft es sogar auf das Titelblatt des US-Magazins 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.

Shuler Entwurf

Shuler Entwurf

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. Über eine Umsetzung ist nichts bekannt.


Danach vergehen wieder etliche Jahre, bis am Cliff House in San Francisco im Jahr 1948 erneut Versuche mit einem Wave-Motor angestellt werden, der diesmal von Lewis Reece erfunden worden ist. Obwohl der Innovator während der Versuche anfänglich einige Presse erhält, erweist sich nach mehreren Tests, daß sen Wellenkraftwerk nicht zufriedenstellend funktioniert.


Der nächste Ansatz geht auf einen nicht namentlich bekannten Marine-Ingenieur aus Oakland zurück, der im Jahr 1965 in der Bay Area mit einem neuen Wellen-Motor für Aufregung sorgt, da sein in einer Bucht an der Muir Beach in Marin errichtetes Modell über einen Monat lang erfolgreich arbeitet.


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 (US-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 wirkliche 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 antreiben soll.

Wave-powerd motor Patent

Wave-powerd motor Patent

Interessant ist vielleicht auch, daß ein Paul F. R. Weyers aus Sunnyvale gemeinsam mit Lockheed 1981 ein weiteres Patent (US-Nr. 4.327.296) beantragt, das ihm 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 dem neuern Patent ist der nach unten gerichtete Wirbel sogar mit eingezeichnet. Ich betone dies insofern, als daß eine ähnliche Technologie in wesentlich kleinerem Format (und als Flußkraftwerk) in Form des bereits mehrfach erfolgreich umgesetzten Gravitationwasserwirbelkraftwerks vorliegt (s.d.) – und daß mein bevorzugtes und in Teil D beschriebenes Synergetisches Modell eine ganz ähnliche Wirbeltechnik aufweist, die allerdings aufwärts gerichtet ist.


Das möglicherweise erste Buch, in dem auch die historische Perspektive der Wellenenergie betrachtet wird, wird von dem Autor Prof. Michael E. McCormick mit Ocean Engineering Wave Mechanics betitelt und erscheint 1973. McCormick gilt als einer der Pioniere der modernen Wellenkraftforschung, der schon damals OWC-Systeme studiert hat. Später beteiligt es sich an der Konzeption der bidirektionalen Turbine für das Kaimei Projekt in Japan (s.d.) und beginnt im Jahr 1981 mit seiner Arbeit an der britischen McCabe Wellen-Pumpe (s.d.), da ihn das Thema der Meerwasserentsalzung mittels Wellenenergie besonders interessiert.

Auch am Institut of Oceanography in Kalifornien wird in diesen Jahren an einem Wellenenergiewandler gearbeitet, der im Wasser steht. 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.


OWEC-Test im Wassertank

OWEC-Test

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 (US-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 (US-Nr. 4.672.222), und 1989 werden Komponenten in voller Größe entwickelt. Ab 2000 werden weitere Strukturanalysen und Simulationen durchgeführt, die zu einem weiteren Patent (US-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, einen Prototyp mehrere Monate lang erfolgreich zu betreiben und Trinkwasser herzustellen. 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.


Papentzeichnung des GyroWaveGen-Prinzips

GyroWaveGen Patent

Bereits 1979 erfunden und im Jahr 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 allerdings noch immer nicht erfolgt ist.


Aus den 1980er und 1990er Jahren gibt es eine Vielzahl von Wellenkraft-Patenten 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 (US-Nr. 4.271.668 von 1981), das Spaced apart wave generator float array von Glenn E. Hagen aus New Orleans (US-Nr. 4.392.349 von 1983), ein Wave driven power generation system von Carroll K. Gordon, ebenfalls aus New Orleans (US-Nr. 4.781.023 von 1988) oder die Oscillating force turbine von Mansel F. Fox aus Edwards AFB (US-Nr. 5.005.357 von 1991).


Eine weitere einfache Wellenenergie-Pumpe entwickelt die Scripps Institution of Oceanography, wo 1983 der patentierte Marine Hydroelectric Generator (MHEG) von John Trepl II untersucht wird. Dessen erstes Modell nutzt einen Fahrrad-Dynamo und leistet bescheidene 3 W. 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 erstes 50 kW MHEG-System entwickelt und hergestellt. Die Texaco Corp. mietet die Plattform Helen vor der kalifornischen Küste, um zwischen Juli und November Versuche mit der neuen Anlage durchzuführen. Als Ergebnis wird ein Wirkungsgrad von knapp 30 % festgestellt, wodurch eine 26 m große Anlage mit dem MHEG-Prinzip 1 MW leisten könnte.

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

Der Erfinder gründet 1987 in Monarch Beach, Kalifornien, die Firma Marine Hydroelectric Co., um seine Innovation voranzutreiben. Was dann aber doch nicht so schnell geht, wie erhofft. Jedenfalls werden in den ersten Jahren des neuen Unternehmens keinerlei Fortschritte gemeldet. Um die MHEG-Technologie wenigstens 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. Doch auch diesmal lassen konkrete Umsetzungen auf sich warten.

2006 führt Price Waterhouse eine unabhängige Untersuchung des MHEG-Systems durch. Inzwischen wird Trepls Firma allerdings World Energy Corp. (WECORP) genannt, und zu einer tatsächlichen Anwendungen der Technologie kommt es auch diesmal nicht. Inzwischen ist über die genannten Firmen und die Innovation überhaupt nichts mehr zu finden.


Im Jahr 1983 entscheidet sich der Stadtrat von Berkeley dafür, vor der Berkeley Marina einen Offshore-Wellen-Motor zu installieren – doch das Projekt geht nicht durch. Nach Angaben der California Energy Commission wurden ähnliche Projekte während der vergangenen Dekade auch in Half Moon Bay, Fort Bragg, San Francisco und Avila Beach diskutiert. Doch in allen Fällen erfolgt keine Umsetzung.

 

CES WavePump Grafik

CES WavePump (Grafik)

Das Startup-Unternehmen Ocean Motion International (OMI) mit Sitzen in Colorado und Oregon wird 1990 gegründet. Im Jahr 1995 läßt sich OMI mit einer neuartigen WavePump ein relativ einfaches System zur Nutzung der Wellenenergie patentieren, bei dem der Wasserdruck mehrerer kombinierter Einzelanlagen eine einzige Turbine antreibt. Das später OMI Combined Energy System (CES) genannte Gerät wird Küstenstädten und -gemeinden angeboten, schafft es aber nicht genügend überzeugend zu sein, daß es zu tatsächlichen Aufträgen kommt.

Die geplanten Offshore-Plattformen sollen 5 - 50 MW produzieren, wobei neben der Stromproduktion und einer RO-Einheit zur Wasserentsalzung auch die technischen Möglichkeiten zur Energiespeicherung mittels einer ‚on board’ Wasserstoffherstellung vorgesehen sind.

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

 

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 gespannt, die auf der Wasseroberfläche schwimmen. 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. Statt dessen wendet sich die Firma der Bojen-Technologie zu, mit der sie auch wesentlich erfolgreicher ist (s.u.).

Die Piezo-Technologie wird allerdings nicht aus den Augen verloren und von verschiedenen anderen Firmen für die verschiedensten Anwendungsformen weiterentwickelt. Mehr dazu gibt es im Kapitel Micro Energy Harvesting erfahren.

 

VersaBuoy Laborversuch

VersaBuoy Versuch

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

Die Technologie, die nur halb soviel kosten soll, 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). 2007 kommt das Unternehmen mit einer neuen Tiefenwasser-Plattform in die Presse, die von dem Versabuoy-System abgeleitet ist, und 2009 wird dieses Plattform als eine Art Zaun zum Schutz schwimmender Flüssiggastanks empfohlen. Von weiteren Arbeiten oder gar einer praktischen Umsetzung des Wellenkraftwerks ist dagegen nichts zu vernehmen.

 

Seadog Wellenkraftwerk

Seadog-Pumpe

Im November 2003 beginnt das Unternehmen Independent Natural Resources Inc. (INRI) aus Eden Prairie in Minnesota mit Tests an einem neuen Wellenenergie-System namens Seadog am Offshore Technology Research Center der Texas A&M University. Die erste Patent für das System wird 2002 beantragt und 2005 erteilt (US-Nr. 6.953.328), das zweite 2003 beantragt und 2006 erteilt (US-Nr. 7.059.123).

Nach der Erstellung eines Businessplans, der 2004 veröffentlicht wird, erfolgen praktische Erprobungstests an der Küste von Surfside, Texas, und ein paar Jahre später, ab dem März 2007, auch im Golf von Mexiko vor Freeport. Hier wird eine 10,5 m hohe und 8,6 t schwere Boje zu Wasser gelassen und für 30 Tage in Betrieb genommen. Auf dem Foto kann man den Schlauch erkennen, durch welchen der Seadog das Wasser rund 33,5 m hoch auf die Plattform pumpt.

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 dabei gleichzeitig über ein RO-System entsalzt werden.

Später stellt das Unternehmen eine vergrößerte Version für einen einjährigen Test an der Nordküste Kaliforniens her, der Ende 2008 oder Anfang 2009 beginnen 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 eine Tochterfirma namens 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.

Seadog Plattform Grafik

Seadog Plattform (Grafik)

Die modulare 46 x 23 m große Offshore-Plattform mit 18 Seadog-Pumpen, die außerhalb von Houston hergestellt wird, soll nun 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 auch bei diesem Projekt gibt es Verzögerungen, und das Unternehmen erhält die Genehmigung des U.S. Army Corps of Engineers, die aufgrund des amerikanischen Flüsse- und Hafengesetzes von 1899 erforderlich ist, erst im Mai 2010. Als Betreiber der Anlage wird die Texas Natural Resources LLC (TNR) aus Houston genannt, die von Renew Blue eine Lizenz besitzt, um die Seadog-Pumpe auf den Markt zu bringen.

Später ist von dem Seadog-System und den beteiligten Unternehmen allerdings nichts mehr zu hören.


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 Förder-Programm des US-Energieministerium zur Nutzung dieser Energiequelle ist zwischenzeitlich zwar aufgegeben worden, trotzdem entwickeln verschiedene Firmen und Universitäten die unterschiedlichsten Prototypen weiter.


Konzept der Universität Oregon

Oregon-Konzept

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, das eigentlich keine grundlegenede Neuigkeit darstellt, kann 250 kW erzeugen, womit 200 Bojen ausreichen würden, um den gesamten Geschäftsbereich von Portland mit Strom zu versorgen. An dem Gerät wird bereits seit 2004 gearbeitet, wobei die Wellenkanalversuche im O.H. Hinsdale Wave Research Laboratory (HWRL) der Oregon State University erfolgen.

Motor der Entwicklung ist Prof. Annette von Jouanne, die sich seit 1998 mit der Wellenenergie beschäftigt und darin schon früh von der National Science Foundation (NSF) unterstützt wird. Im Herbst 2007 wird ein erster kleiner 1 kW Prototyp (v 1.0) vor der Küste von Newport, Oregon, getestet.

In den Jahren 2007/2008 führt die Universität zusammen mit der 2005 von Sandy Reisky de Dubnic gegründeten Firma Columbia Power Technologies LLC (CPT) aus Charlottesville, Virginia, sowie 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 ist (v 2.0) und fünf Tage lang im offenen Wasser, rund 4 km vor Newport, getestet wird. Dabei betreibt das Gerät in der Nacht ein 1,5 kW starkes Navigationslicht.

CPT Versuch (2008)

CPT Versuch (2008)

Die CPT, bei deren Gründung neben der OSU insbesondere die Investment-Firma Greenlight Energy Resources Inc. involviert war, und die inzwischen von Corvallis aus firmiert, soll nun auf Grundlage der vorangegangenen Arbeiten ein Kraftwerk mit möglichst wenigen Teilen, einem Direktantrieb sowie einem Permanentmagnet-Generator entwickeln - das außerdem weitgehend aus leichtem Fiberglas statt aus schwerem Metall besteht.

Das neue System (v 3.0) verwendet eine Rotationstechnologie, welche die Bewegungsenergie aus vier Richtungen (oben, unten, links und rechts) anstatt der üblichen zwei erfassen kann. Die Wellen lassen eine Art von Flügeln um eine Achse an der Oberseite der Vorrichtung rotieren, während eine Platte an der Unterseite einen Widerstand gegenüber den Bewegungen bildet. Die Bezeichnung Manta kommt daher, weil die beiden Flügel an der Spitze dazu neigen, die Flügel eines Mantarochen zu imitieren.

Das Gerät verwendet eine neuartige Direktantrieb-Permanentmagnet-Generator-Technologie, und das Design betont Nachhaltigkeit, Überlebensfähigkeit und Einfachheit – verbunden mit der Fähigkeit, Energie zu wettbewerbsfähigen Kosten zu liefern. Um die optimale Form für das Gerät zu finden sowie die Komplexität und damit die Wartungskosten zu minimieren, läßt Columbia Power die neue Version des SeaRay durch mehr als 350 Iterationen laufen. Versuche werden mit Modellen im Maßstab 1:50 (2008) und 1:33 (2009) durchgeführt.

Als das DOE Mitte September 2009 die Förderung von 22 Hydro-Energie-Projekten mit der relativ 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 Demonstrationsanlage in voller Größe gebaut werden soll. Aus dem im Oktober verabschiedeten Verteidigungsetat des Folgejahres gibt es zusätzlich 2,4 Mio. $ für Bojen, die später an Navy-Standorten installiert werden sollen, und aus einer Art KMU-Programm erhält das Unternehmen weitere 150.000 $.

Columbia Power hat bis zu diesem Zeitpunkt insgesamt 8 Mio. $ von der US-Navy und dem Department of Energy (DOE) erhalten, neben rund 2 Mio. $ von strategischen Investoren im Rahmen einer Finanzierungsrunde A, darunter 750.000 $ vom Oregon Angel Fund. Im nächsten Jahr sollen die privaten Investitionen durch eine weitere Finanzierungsrunde auf 4 Mio. $ verdoppelt werden – was anscheinend auch funktioniert.

Im Juni 2010 schließt CPT eine Forschungsvereinbarung mit GL Garrad Hassan, dem weltweit größten Beratungsunternehmen für erneuerbare Energie, um sein inzwischen Manta Wave Energy Converter genanntes Wellenkraftwerk weiterzuentwickeln und zu optimieren. Im Laufe des Jahres werden im Wellenkanal des HWRL Versuche mit Prototypen im Maßstab 1:15 durchgeführt. Die jüngste Finanzierung aus dem DOE und von der Navy in Höhe von 3,5 Mio. $ soll nun dazu verwendet werden, einen Prototyp im Maßstab 1:7 für Testzwecke zu entwickeln (etwa 3,4 m lang), der bereits Anfang 2011 den mächtigen Wellen im Puget Sound, Washington, trotzen soll.


SeaRay

Tatsächlich kann das Unternehmen im März 2011 den erfolgreichen Einsatz des Prototyps im Maßstab 1:4,5 melden (v 3.1), der neuerdings SeaRay bzw. StingRAY genannt wird und in der Lage sein soll, den Meereswellen bis zur doppelten Menge Energie zu entziehen als andere Wellenenergie-Technologien, die sich derzeit in Entwicklung befinden. Bei den Tests, die 13 Monate lang verlaufen, werden die Erwartungen des Teams jedenfalls übertroffen (auch wenn es keine veröffentlichten Zahlen gibt). Zu sehen sind von dem Gerät nur rund 10 %, die sich oberhalb der Meeresoberfläche befinden.

Im Februar 2012 gibt Columbia Power bekannt, daß man beabsichtigt einen Manta in voller Größe zu bauen (2 MW / 24,5 m / ~ 500 t), der im Folgejahr seinen Stapellauf im Puget Sound erleben soll. Ende des Jahres wird im Wellenkanal des HWRL das Kleinmodell einer weiteren Version getestet (v 3.2), mit der eine doppelte Jahresproduktion an Energie erzielt werden soll, als die der Vorgängerversion.

Anfang 2013 bekommt das Unternehmen weitere 1,5 Mio. $ vom DOE für die Weiterentwicklung seines Systems, gefolgt von 150.000 $ im Mai aus dem DOE-Programm für innovative kleine und mittlere Unternehmen, die sich mit neuen Energietechnologien beschäftigen. Diese Mittel sollen genutzt werden, um durch neuartige Steuerungsstrategien die Leistung des Wellenergiewandlers zu steigern. Eine Anlage in voller Größe soll nach aktuellen Planungen in den Jahren 2014/2015 auf offener See in den Testbetrieb gehen. Die Firma schätzt, daß noch 30 Mio. $ benötigt werden, um in die Produktion der StingRAYs einsteigen zu können. Gedacht wird an eine ganze Serie: DataRAY für marine Sensoren und Sensor-Arrays (< 1 kW), EagleRAY für unbemannte Unterwasserfahrzeuge (1 – 5 kW) und StingRAY für Netzanbindungen (> 500 kW).

Die jüngste Meldung stammt vom Juni 2013: Mitgründer Sandy Reisky de Dubnic wird als Keystone Leadership Award Honoree des Jahres geehrt.


Im Dezember 2004 gewinnt der damals 17-jährige Aaron Goldin an der 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 in einigen Fachblogs über eine Innovation aus dem Jahre 1972 von David Woodbridge berichtet, der damals in Satellite Beach, Florida, die Aqua-Magnetics Inc. (AMI) gründet hat, die inzwischen von seinem Sohn Thomas, einem ehemaligen NASA-Ingenieur, geleitet wird.

Tom Woodbridge und sein Wellenkonverter

Woodbridge Anlage

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 wird auf der Homepage des Unternehmens von der Entwicklung eines kleineren und leichteren Generators mit 40 cm Durchmesser und etwa 10 W Leistung berichtet, der Positionslichter und Überwachungseinrichtungen von Meerestieren betreiben soll. Als Kooperationspartner werden die Firmen 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. Andere 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.

PSP Laborversuch

PSP Laborversuch

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 im Jahr 1994 durch George W. Taylor und Joseph R. Burns gegründete Ocean Power Technologies Inc. (OPT) aus Pennington, New Jersey, arbeitet an einem PowerBuoy genannten System, das ursprünglich von der US-Navy entwickelt und ab 1997 für insgesamt acht Monate lang erfolgreich getestet wird. Der Punktabsorber funktioniert mit einer Wasserturbine und ist für Wassertiefen von 30 – 60 m ausgelegt, was 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 in Spanien 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 Frankreichs 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 einen Betriebs- und Wartungsvertrag für die Anlage ab.

PowerBuoy im Trockendock auf Hawaii

PowerBuoy im Trockendock

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 einen maximalen Durchmesser von 12,6 m besitzen und 18,6 m hoch werden, von denen sich 5,4 m oberhalb der Wassers befinden.

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 in Oregon beantragt.

Anfang 2008 wird bekannt, daß sich OPT auch 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. Gleichzeitig wird mit der Firma Leighton Contractors Pty. Ltd. die Zusammenarbeit auf dem australischen Markt beschlossen, sowie mit der 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. Im Laufe des Jahres 2008 führt das Unternehmen diverse praktische Tests durch, darunter auch welche im Rahmen des DWADS-Vertrags, der zwischenzeitlich um weitere 3 Mio. $ aufgestockt worden ist, und im Oktober wird die neue Navy-Boje vor Hawaii ins Wasser gelassen.

PB40ES auf Dock

PB40ES

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 zu installieren. Danach soll die Herstellung und Inbetriebnahme von neun weiteren PB150 PowerBuoys folgen, was für 2010 angedacht ist.

Im Laufe des Jahres 2009 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.

Bald darauf gibt OPT 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 den Unternehmen Iberdrola Marinas de Cantabria, Iberdrola S.A., Sodercan, IDAE, und Total entwickelt worden und für Wassertiefen bis 60 m geeignet. Ergebnisse des Versuchs sind bislang nicht veröffentlicht 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 ist eine Demonstrationsfarm 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 der Lockheed Martin Corp. wird stärker ausgebaut. Für die beiden Partner gibt es einen 15 Mio. $ schweren Vierjahresvertrag der Navy und der Homeland Security zur Terrorismusprävention vor den Küsten des Landes - wie es in der entsprechenden Bekanntmachung heißt.

PowerBuoy Produkt

PowerBuoy
vor New Jersey

OPT bietet seine Autonomous PowerBuoys inzwischen in vier 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 erzielt 500 W, und das Modell Medium mit einem Gewicht von rund 20 t leistet 20 kW. Es ist sozusagen für jeden Geldbeutel etwas dabei. In Planung befindet sich eine 200 t schwere Boje mit 150 kW Leistung.

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 einer Farm aus 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 aber trotzdem 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 dieser Betrag aber nur ein kleiner Tropfen. Etwas interessanter ist da schon die neue 1,5 Mio. $ Förderung des DOE im April, die OPT für die Entwicklung der nächsten Generation Bojen erhält, welche 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 soll 200 t betragen und ihr Einzelpreis wird 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 (andere Quellen: im September) wird eine PB40 PowerBuoy, die seit ihrer Inbetriebnahme Mitte Dezember 2009 bereits 4.400 Betriebsstunden absolviert hat, bei der Marine Corps Base Hawaii (MCBH) erfolgreich an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Außerdem gibt es schon wieder 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. $, die an die Tochter Ocean Power Technologies Ltd. gehen.

Im August 2010 wird eine Einigung mit 11 föderalen und nationalen Verwaltungen, Fischern und Stammeshäuptlingen erzielt, um ab dem kommenden Frühjahr die 1,5 MW Farm vor Reedsport zu bauen. Im September, als das US-Energieministerium die Förderung von 22 Wasserenergie-Projekten bekanntgibt, ist auch OPT mit dabei – für weitere Entwicklungsarbeiten an den neuen Prototypen gibt es einen Zuschuß in Höhe von 750.000 $.

Im 4. Quartal 2010 kündigt OPT den Ausbau seiner Beziehung zu Mitsui Engineering & Shipbuilding (MES) an. Die beiden Unternehmen unterzeichnen einen Vertrag, um ein neues Verankerungssystem für die PowerBuoy zu entwickeln und die Geräte an die Bedingungen im Japanischen Meer anzupassen. Zusätzliche Mittel in Höhe von 2,75 Mio. $ gibt es für die zweite Stufe des Anti-Terror- und Seeüberwachungs-Programms, in dessen Rahmen eine autonome PowerBuoy für die US-Marine gebaut und vor der Küste von New Jersey getestet werden soll. Das Ziel beinhaltet die Kombination einer Reihe von Technologien, darunter Meeressensoren, Kommunikationssysteme und die Echtzeit-Signalverarbeitung eines Systems zur Erfassung des Schiffverkehrs.

Im Februar 2011 wird die erste PowerBuoy PB150 in Invergordon fertiggestellt, die im April etwa 33 nautische Meilen vor der schottischen Nordostküste in einen mehrmonatigen Testbetrieb geht. Die Ergebnisse schlagen alle Leistungserwartungen: Die Boje erreicht Spitzenwerte von über 400 kW, während schon Wellenhöhen um 2 m eine durchschnittliche Leistung von 45 kW erzielen. Eine zweite PB150, für ein geplantes Utility-Scale-Projekt in Oregon, ist bereits im Bau. Etwa 20 Meilen vor der Küste von New Jersey beginnt im August der Probebetrieb der autonomen PowerBuoy, die im Rahmen des LEAP-Programms entworfen und hergestellt worden war. Für den Test wird das Wellenkraftwerk vom Institute of Marine and Coastal Sciences der Rutgers University, und in Partnerschaft mit der Firma CODAR Ocean Sensors, mit Radar-Netzwerk- und Kommunikationstechnik ausgestattet.

Im September steigt Lockheed Martin auch bei dem Reedsport-Projekt ein. Das Partnerunternehmen wird Know-how in den Bereichen Konstruktion, Fertigung, Systemintegration und Lieferketten-Management einbringen, um die PowerBuoy-Technologie zu verbessern. Im selben Monat gibt OTP stolz bekannt, daß die vor New Jersey installierte Versuchsboje APB 350 erfolgreich den schweren Bedingungen während des Hurrikans Irene widerstanden habe – mit Wellen von über 16 m Höhe. Die deutlich kleinere und kompaktere PowerBuoy als die Standardmodelle der OTP ist darauf ausgelegt, ihrer elektronischen Nutzlast kontinuierlich 150 W zu liefern. Die tatsächlichen Ergebnisse sind deutlich besser als erwartet, da die Versuchsboje über den gesamten Zeitraum von drei Monaten eine Dauerleistung von mehr als 400 W erzielt – mit einzelnen Spitzen von bis zu 1.500 W. Das Leistungssteuerungs- und Speichersystem an Bord erlaubt die Überbrückung auch längerer Perioden ohne Wellenaktivität.

Im Oktober folgt die Meldung, daß OTP nun auch mit einem Konsortium aus europäischen Unternehmen und Institutionen an der Weiterentwicklung seiner Systeme arbeiten werde. Die Technologie-Initiative wird im Rahmen des EU-Programms Waveport gestartet, aus dem OPT mit 2,2 Mio. € gefördert wird. Das mit insgesamt 4,5 Mio. € finanzierte Projekt läuft einschließlich der Beteiligung des Wave Energy Centre (Portugal), der Fugro Oceanor (Norwegen), der DeGima (Spanien), der University of Exeter (UK) und des ISRI (UK). Die PowerBuoys sollen im Zuge der Arbeiten mit einem neuen Energieabnahmesystem sowie einer fortschrittlichen Wellen-Vorhersage-Technologie ausgestattet werden, die es den Systemen erlaubt, ihre Leistung auf die eintreffenden Wellen einzustellen. Der Ersteinsatz soll an PB40 PowerBuoys erfolgen.

Im Juni 2012 beendet OTP die Abnahmetests eines neuen Energieabnahmesystems für die PowerBuoys der nächsten Generation. Im Juli gibt das Unternehmen gemeinsam mit Lockheed Martin bekannt, an der Entwicklung eines 19 MW Wellenenergie-Projekts in Portland, im australischen Bundesstaat Victoria, zu arbeiten. Hier sollen 28 Bojen zu Einsatz kommen. Die Umsetzung soll durch die australische Firma Victorian Wave Partners Pty Ltd. erfolgen, die zu 88 % der Ocean Power Technologies Australasia Pty Ltd. (OPTA) und zu 12 % der Woodside Petroleum Ltd. gehört. Die Finanzierung umfaßt auch eine bereits angekündigte Förderung des australischen Department of Resources, Energy and Tourism in Höhe von knapp 66,5 Mio. AU-$ (~ 65,3 Mio. $). Im August erhält die OTP-Tochtergesellschaft Reedsport OPT Wave Park LLC die Genehmigung der US Federal Energy Regulatory Commission (FERC) für den Ausbau der netzgekoppelten 1,5 MW Wellenkraft-Farm vor Reedsport mit bis zu 10 PowerBuoys. Die Lizenz ist auf 35 Jahre befristet. Das Unternehmen verschiebt den Beginn der Installation auf das erste Quartal des Folgejahrs.

Mit dem U.S. Department of Homeland Security wird im September eine weitere Testrunde zur Überwachung der Ozeane vereinbart; außerdem gibt es 75.000 $ von der Maryland Technology Development Corp. (MTDC) um über eine gemeinsame Technologie-Transfer-Initiative aufzuzeigen, wie die autonome PowerBuoy in Verbindung mit verschiedenen Überwachungstechnologien eingesetzt werden kann. Im Oktober folgt ein Vertrag in Höhe von 900.000 $ mit der Mitsui Engineering & Shipbuilding, um die Entwicklungsarbeiten zur Anpassung an die Bedingungen im Japanischen Meer voranzubringen. Außerdem wird die Nomenklatur der PowerBuoy Produkte verändert: Bei den autonomen PowerBuoys wird das LEAP-System weiterhin APB 350 genannt, während die OPT MicroBuoy nun APB 10 heißt. Bei den kommerziellen Strombojen wird aus der PB150 die Mark 3 PowerBuoy, und aus der PB500 wird die Mark 4.

Aus dem Jahr 2013 gibt es bislang nur eine Meldung vom Januar, daß OTP rund 1,5 Mio. $ aus dem Technology Business Tax Certificate Transfer Program des Bundesstaates New Jersey erhält.


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 meerestechnischem Equipment, dem es darum geht, eine Lösung zur Stromversorgung isoliert liegender wissenschaftlicher Beobachtungsstationen zu finden.

In jedem der drei Rohre befindet sich ein Lineargenerator, der bei dem hier abgebildeten Labormodell bis 0,2 W abgibt. 10 m lange Rohre sollen daher 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 (DARPA), für zusätzliche Optimierungsschritte schießt die Universität 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. Leider habe ich bislang nicht verifizieren können, ob es tatsächlich dazu kommt - denn nach diesem Zeitpunkt gibt es keinerlei weitere Informationen über das Projekt.

 

AquaBuoy Wellenkraftwerk Grafik

AquaBuoy
(Grafik)

Die 2001 gegründete AquaEnergy Group Ltd. aus Mercer Island, Washington, beantragt Anfang 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 die 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 kandischen Finavera Renewables Ltd. übernommen, nachdem sich diese 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.

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. Das Projekt vor Humboldt County an der kalifornischen Küste wird von der FERC für drei Jahre genehmigt, um die notwendigen Studien und Untersuchungen durchzuführen. Mehr über diese Technologie findet sich in der Länderübersicht Kanada (s.d.).


Um die Effizienz von Messbojen zu steigern, die sich durch den Seegang mit Energie versorgen, experimentiert Jeffrey Cheung, ein Materialwissenschaftler bei  Rockwell Scientific in Los Angeles, ab 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 erteilt (2004 US-Nr. 6.800.427 und 2007 US-Nr. 7.288.860), 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. (früher: Sea Power & Associates) aus Berkeley bzw. San Francisco, Kalifornien, bei dem eine Schwimmboje hinauf und hinunter gezogen und der Strom über einen hydraulischen Kreislauf produziert wird.

Versuche in Wasserkanälen sind 2003 erfolgreich, später scheint das Unternehmen seine Aktivitäten jedoch eingestellt zu haben.

Um Verwechslungen zu vermeiden: Unter dem Namen Waverider buoy ist auch eine international weit verbreitete Meßboje bekannt, die von der niederländischen Firma Datawell hergestellt, jedoch nicht mit Wellenenergie betrieben wird.


WaveBlanket Grafik

WaveBlanket (Grafik)

Das WaveBlanket, das um 2005 in die Presse kommt, besteht aus einer dünnen, nachgiebigen und selbst-reparierenden Membran aus zwei oder mehr Schichten und aus voneinander isolierten pneumatischen Kammern, die über Ventile und einen Verteiler mit einer oder mit 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 sollen sich auch mit einem Überspül-Reservoir kombinieren lassen - oder mit Flossen-Elementen zu Nutzung der Meeresströmung.

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


Im Oktober 2006 wird in Dallas, Texas, die Firma Seadyne Energy Systems LLC gegründet, die sich mit einem neuen Wellenenergie-System beschäftigt und auch schon ein erstes Patent eingereicht. Ein Prototypen im Maßstab 1:5 wird im August 2007 in Galveston getestet. Im Januar und Juli 2008 werden zwei weitere Patente eingereicht, während im November das erste erteilt wird (US-Nr. 7.453.165). Im Juli 2009 wird die Firma Waldron Engineering als Partner bei Ingenieursaufgaben ausgewählt, und im Oktober gründet Seadyne die Firma Neptune Wave Power LLC (NWP), um die Wellenenergie-Technologie weiter zu entwickeln und zu kommerzialisieren. Im Dezember wird das zweite Patent erteilt (US-Nr. 7.629.704). Weitere Patente werden in den Jahren 2009 und 2010 beantragt und 2011 erteilt (US-Nr. 8.004.104 und US-Nr. 8.046.108). Wie NWP mit der britischen Neptune Renewable Energy Ltd. (s.d.) zusammenhängt, habe ich noch nicht herausgefunden, aber irgendeine Verbindung scheint es über den Namen hinaus zu geben...

Bei dem neuen Punktasorber handelt es sich um eine vertäute Offshore-Boje, die auf vertikale Wellen sowie auf unregelmäßige Wellenbewegungen reagiert und ein horizontales Pendel in eine Drehbewegung versetzt. Die Rotationsenergie des Pendels wird dann durch ein internes Antriebssystem zu einem an Bord befindlichen elektrischen Generator geleitet.

Im Januar 2010 beteiligen sich die Unternehmen Waldron Engineering und Graeber and Associates an der neugegründeten NWP, und im Mai folgt eine dritte Patenterteilung (US-Nr. 7. 737.569). Im selben Monat unterzeichnet der Stromversorger Grand Bahama Power (GB Power) eine Absichtserklärung, um die Wellenenergie-Technologie der Seadyne vor der Halbinsel der Bahamas zu installieren. Im Juni kann das Unternehmen eine Finanzierungsrunde A erfolgreich mit 2,8 Mio. $ abschließen. Parallel dazu werden keine Patente der Seadyne an die NWP transferiert. Im Juli werden in der Karibik zwei Standorte gefunden, in denen die ersten Prototypen installiert werden sollen, und im Dezember des Jahres unterzeichnet die Firma ein Lizenzabkommen mit der Science Applications International Corp. (SAIC).

Neptune Labortest

Neptune Labortest

Das Jahr 2011 beginnt im Februar mit einem (unbezifferten) Forschungszuschuß, den NWP aus dem Commercialization Grant Program des Oregon Wave Energy Trust (OWET) erhält. Im März werden Tests mit einem Modell 2.0 am bekannten O.H. Hinsdale Wave Research Lab des National Marine Renewable Energy Center an der Oregon State University abgeschlossen. Der nächste Schritt ist der Bau einer Wellenboje in voller Größe mit anschließendem Test auf offener See. Im Juni wird die Firma AC Horn als Hersteller des Modells 3.0 ausgesucht, gefolgt von der Firma Standard Controls, die im September zum Partner der NWP im Bereich der Kontrollsysteme wird.

Im Januar 2012 wird das voll funktionsfähige Modell 3.0 erstmals im Lake Texoma ins Wasser gelassen und getestet, und schon im Februar beginnt die Entwicklung und Herstellung eines Modells 3.1. Im April geht das Unternehmen eine Partnerschaft mit dem Center for Ocean Renewable Energy (CORE) der University of New Hampshire ein, um dort ab Mai Testläufe im offenen Wasser durchzuführen. Im selben Monat gibt es eine zweite Förderung seitens des OWET, die zur Herstellung, Bereitstellung und Überwachung einer Boje im Newport Open Ocean Testgebiet des Northwest National Marine Renewable Energy Center (NNMREC) vor der Küste von Newport gedacht ist – sobald der Teststandort bereit ist, für den das NNMREC derzeit die notwendigen ökologischen Freigaben und Genehmigungen eingeholt. Was im August erfolgreich abgeschlossen werden kann und zur offiziellen Eröffnung des Testgebiets führt.

Die Versuche mit dem Modell 3.1 am CORE beginnen im Juli, wobei die Design-Änderungen, die in diesem Modell integriert worden sind, in erster Linie die Herstellungs- und Wartungskosten deutlich verringern und gleichzeitig die Überlebensfähigkeit aller nachfolgenden Modelle steigern sollen. Neu sind zudem ein speziell entworfener Generator und ein skalierbares und in Masse herstellbares Rumpfdesign. Die nun 3 m durchmessende und 3 t schwere Boje soll mehr als 225 kW leisten, mehr als 10 m hohe Wellen überstehen, und in Arrays 1 – 5 km von der Küste entfernt in Wassertiefen zwischen 25 m und 75 m installiert werden. Die Lebensdauer der Wellenbojen wird auf 30 Jahre geschätzt. Ende August gibt NWP bekannt, daß man die bislang fortgeschrittenste Version in der Judd Gregg Marine Research Area der University of New Hampshire vor der Küste des Bundesstaates ins Wasser gebracht habe. Die im Oktober veröffentlichten Ergebnisse der Tests werden als sehr gut bezeichnet, und zum ersten Mal kann auf reproduzierbare Art und Weise die Funktionsfähigkeit des Systems und sein reales Potential bewiesen werden.

Ende des Jahres gelangt die Firmenleitung jedoch zu der Überzeugung, daß die Leistung des Systems nicht der geforderten Ansprüchen genügt und ein kommerzieller Erfolg höchst unwahrscheinlich ist. Im Februar 2013 wird die Neptune Renewable Energy daraufhin liquidiert.


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. 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 und bei einer Wassertiefe von 50 - 70 m verankert werden. Ein positiver Nebeneffekt ist das Vorhandensein von unbeschränkten Mengen an Kühlwasser. Das Konzept könnte auch dazu verwendet werden, um Rechenzentren zu bauen, bei denen keine Immobilien- oder Vermögenssteuern anfallen. Tatsächlich wird dem Unternehmen das Patent im April 2009 erteilt, Nachrichten über weitere Entwicklungen gibt es bislang nicht.


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

Grafik des Duckdiver

Duckdiver (Grafik)

Das von Chris Olson erfundene, unter dem Namen seiner Firma Olson Enterprises Inc. im Jahr 2008 patentierte (US-Nr. 7.444.810) und später Lever Operated Pivoting Float System (LOPF) genannte System wird für wissenschaftliche Untersuchungen und Studienzwecke angeboten - aber auch schon kommerziell.

Seitdem sich Olson mit dem Thema Wellenenergie beschäftigt (ab 2005) hat er bereits 64 verschiedene Prototypen hergestellt, und die ersten Versuche im Maßstab 1:25 werden in der Nordsee durchgeführt. Dabei überstehen die Prototypen drei Hurrikane und einen neunmonatigen Dauertest. Das neue Unternehmen möchte nun mit vier verschiedenen Leistungsklassen auf den Markt kommen (20, 100, 1.000 und 5.000 W).

Olsons Wellenenergie-Konverter ist im Wesentlichen eine Boje, die einen Hebel oder Punktabsorber unterstützt, der sich mit den Wellen auf und ab bewegt. Das Getriebe und der Generator fungieren gleichzeitig als Gegengewicht, und das gesamte Gerät ist so konzipiert, daß es sich bei stürmischem Wetter oder extremem Hochwasser selbständig in eine schützende Position verlagert.

Die Technik des Systems ist einfach: Das auf und ab der Wellen beschleunigt durch seine Impulse den innen liegenden Rotor auf 200 Umdrehungen pro Minute. Und dieser betreibt mit einem Teil seinen Rotationesenergie den stromerzeugenden Generator. Die Maße der Boje betragen 60 cm in der Breite (relativ zur Wellenfront), 90 cm in der Länge und 21 cm in der Höhe. Eine kommerzielle Großanlage würde dagegen eine Breite von 15 m haben.

Schon 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 lokale Hersteller ab 2008 auf den Markt kommen wollen.

2009 bietet das Unternehmen Bojen mit 300 W und 1.500 W und unterschiedlichen Ausgangsspannungen an. Sowohl kleinere als auch größere Ausführungen werden gerne auf Bestellung gefertigt. Die Systeme zeichnen sich durch geringes Gewicht, niedrige Kosten und eine einfache Handhabung aus. Besonders gut sollen sie sich den Herstellern zufolge zur Stromversorgung von Restaurierungsprojekten an Korallenriffen verwenden lassen.

LOPF Wellenkraftwerk

LOPF

Der neueste (inzwischen schon 58.) Prototyp wird Trojan genannt und weist eine Vielzahl zusätzlicher Verbesserungen auf, während Technologie derweil in Indonesien von Mars Symbioscience getestet wird - und in Südkorea von Samkun Powertec... die das System ausgerechnet zur Versorgung von Offshore-Öl-Bohrplattformen einsetzen wollen.

Im Mai 2010 tut sich Olson mit Per Resen Steenstrup zusammen, um nun unter dem Dach der dänischen Firma Resen Energie ApS aus Charlottenlund die weitere Herstellung und Vermarktung der LOPF-Bojen zu betreiben. Im November erhält das Unternehmen einen Wave Energy ForkEL PSO Zuschuß, um weitere Studien an dem LOPF durchzuführen. Die Tests werden mit einem 5 kW Gerät durchgeführt. Weitere Wellenkanal-Tests erfolgen 2011 an der Universität Aalborg.

Details über den weiteren Werdegang lassen sich nicht finden – aber auf der Homepage werden im Jahr 2013 drei verschiedene Modelle angeboten: Die LOPF-06-70W Boje wiegt 45 kg, hat die Maße 1 x 1 x 0,2 m (l x b x h), produziert in 0,6 m Wellen im Durchschnitt 70 W, was 420 kWh pro Jahr entspricht; die LOPF-18-2kW Boje ist 2,7 x 2,7 x 0,6 m groß, wiegt 400 kg und erzeugt 2 kW in 1,2 m Wellen, was 8.000 kWh pro Jahr entspricht; und die 700 kg schwere LOPF-24-5-kW Boje ist 3,6 x 3,6 x 0,8 m groß und produziert bei 1,6 m Wellen 5 kW, entsprechend 20.000 kWh pro Jahr.

Später in diesem Jahr will das Unternehmen in der Nordsee, bei der DANWEC in Hanstholm, ein neues Wellenenergie-Testgelände eröffnen.

Im Juni 2013 wird Resen Energy vom dänischen Exportrat ausgewählt, um an dem im August beginnenden anderthalbjährigen Green Vitus Programm teilzunehmen. Bei diesem wird 12 dänischen KMUs mit großem internationalem Wachstumspotential eine (unbezifferte) Förderung zuteil. Resen Energie hat nun die Erlaubnis, noch in diesem Jahr netzgekoppelte LOPF-Bojen mit einer Gesamtleistung von 5 kW in der Nordsee bei Hanstholm und in der Bucht von Nissum Bredning (Hellingsø) in Dänemark zu installieren. Die Lizenz hat Gültigkeit bis Juli 2016.


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

Künstlicher Muskel  des SRI

Künstlicher Muskel

Am SRI hatte man im Jahr 2000 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, mit Hilfe der neuen Technologie sehr preisgünstige Systeme entwickeln zu können.

Der Generator der SRI-Forscher besteht aus einigen Quadratmetern handelsüblichen Gummimaterials 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 von Wellen aufwärts gedrückten 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. Auf dem unteren Foto kann man die verketteten Rollen in einem Generator-Modul gut erkennen.

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 ein Dauer-Output von nur 5 W erreicht. Eine Rolle von 1 m Länge und 50 cm Durchmesser soll mit einer optimierten Elektronik allerdings bis zu 1 kW erzeugen können.

Problematisch ist die einige Kilovolt betragende Voltzahl, die erst herunter transformiert werden muß. Dies war übrigens auch das Hauptproblem bei dem energieerzeugenden Schuh, den das Forschungsinstitut vor einigen Jahren entwickelt hat. In dessen Sohle befindet sich ein Stück des Polymermaterials, wodurch es dem Träger möglich ist, während des Laufens sein Handy zu laden ... sofern irgendwo auch ein kleiner Transformator untergebracht ist. Mehr zu diesen Technologien findet sich im Kapitel Muskelkraft (s.d.).

Künstliche Muskeln im Generatormodul

Künstliche Muskeln
im Generatormodul

Im Dezember 2008 wird in der Monterey Bay vor Santa Cruz eine Demonstration des 3 m hohen Wellenenergie-Konverters durchgeführt, die von der 2006 gegründeten japanischen Firma Hyper Drive Corp. aus Tokio gesponsort wird, die sich mit der weltweiten Förderung der Wellenergie beschäftigt und großes Interesse an der EPAM-Technologie zeigt.

Für einen kommerziellen Einsatz ist das Material bislang aber noch zu teuer und der Ertrag zu gering. Kleiner dimensionierte Einsatzmöglichkeiten bieten sich aber jetzt schon im umfangreichen Bereich des Micro Energy Harvesting an (s.d.). Die SRI möchte bereits 2009 entsprechende Systeme anbieten, mit der Produktion von Energie in großem Maßstab rechnet man in 5 bis 10 Jahren.

2004 Die Lizenz für das Material wird übrigens im Jahr 2004 an das zu diesem Zeitpunkt gerade neu gegründete SRI Spin-off Unternehmen Artificial Muscle Inc. (AMI) vergeben, welches im März 2010 von der Firma Bayer Materialscience LCC übernommen wird. Mit Anwendungen im Bereich der Wellenenergie scheint man sich dort jedoch nicht zu befassen. Ich erwähne es, weil sich die Hyper Drive die grundlegende Technologie wiederum von der Artificial Muscle hat lizenzieren lassen.


Im Dezember 2007 wird über 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 zu entwickeln, daß damit Geräte mit einem Output von einigen Kilowatt gebaut werden können.

AFA Laborversuch

AFA Laborversuch

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 die Anlage weniger als 1 m groß, während eine kommerzielle Anlage bis zu 40 m groß werden soll.

Im Sommer 2011 wird in dem gigantischen Wellentank der Oregon State University (in dem auch Tsunamis simuliert werden können) mittels einer größeren Anlage ausprobiert, ob es sich lohnt die Entwicklung weiterzuführen. Hierfür spendiert die National Science Foundation 285.000 $. Da es danach keine neuen Informationen mehr gibt, scheint dies nicht der Fall gewesen zu sein.

Mit der Technologie der Cycloidal Turbine beschäftigt sich auch die Boschma Research Inc. (BRI), ein Kleinunternehmen in Brownsboro, Alabama, das im Besitz behinderter Veteranen ist. Das damit ausgestattete River-in-Stream Energy Extraction (RISEC) System, das besonders für Laufwasser-, Gezeiten- oder Meeresströmungs-Kraftwerke geeignet ist, ist von der senkrecht startenden und landenden VTOL-Antriebstechnik abgeleitet, und seine Entwicklung wird vom US-Verteidigungsministerium gefödert. Tests mit einer Anlage in voller Größe werden Mitte 2010 mit Hilfe eines Forschungsschiffes des Biodiversity Research Institute (BRI) durchgeführt. Außerdem ist ein Patent in Bearbeitung. Das ursprüngliche Patent der Erfinder James Boschma und Michael McNabb war im August 2005 eingereicht und im Februar 2007 erteilt wurden (US-Nr. 20070036641).

Im September 2010 erhält BRI die Genehmigung, eine 15 kW Riverine-Turbine an der Central Alaska Mining Site zu installieren und zu testen, doch die Umsetzung verzögert sich. Erst im Mai 2012 erhält BRI vom Alaska Emerging Energy Technology Fund eine Förderung in Höhe von knapp 770.000 $, um die Cyclo-Turbine weiterzuentwickeln. Mehr über die Technologie findet sich in der Länderübersicht USA im Kapitelteil Strömungsenergie (s.d.).


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 ihm gelingt, die umgebende Wasseroberfläche um etwa 7° abzukühlen.

Kithil Straws Grafik

Kithil Straws (Grafik)

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 besonders große Wellen vorangehen.

Kithils 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. Die ersten Beobachtungen weisen jedenfalls darauf hin.

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 das Konzept 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. 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, vor denen in Wassertiefen zwischen 20 m und 100 m große Arrays der punktabsorbierenden Bojen installiert werden sollen. Doch auch im Falle dieses Unternehmens können die Pläne nicht so schnell umgesetzt werden, wie eigentlich geplant ist.

Dies führt Kithil und sein Team im Frühjahr 2010 zur Neugestaltung des wellenbetriebenen Pumpystems, damit es nun auch Strom erzeugen kann. Wieder werden Prototypen entwickelt und eine Reihe von Tests und Design-Iterationen führen zu einem Testprogramm der California Polytechnic State University, das von WEST System zwischen Mai und September 2011 auf offener See durchgeführt wird. Dabei werden Erkenntnisse zur Langlebigkeit, zum Input-Output-Verhältnis und zu den Auswirkungen von Bewuchs gewonnen.

Atmocean WEST Grafik

Atmocean WEST (Grafik)

Seitdem das Unternehmen im Februar 2012 auf Facebook präsent ist, werden die weiteren Arbeiten dort dokumentiert.

Nach Beendigung weiterer Konstruktionsoptimierungen und dem Bau von Prototypen initiiert Atmocean 22 Seetests in der Nähe von Coos Bay, Oregon, die im Sommer abgeschlossen werden und in erster Linie mit Techniken zur Ausbringung und zum Einholen der Geräte gedacht sind. Im Mai 2013 sind Wellenttank-Tests an der britischen Universität Plymouth geplant, gefolgt von Seetests eines Mini-Arrays aus Geräten in voller Größe, die ab Herbst 2013 an der FabTest Site Ort in der Nähe von Falmouth stattfinden sollen. Anschließend will man ein 249 kW Pilot-System produzieren und implementieren.

Im Juni 2012 erteilt das US Army Corps of Engineers seine Genehmigung für einen dreiwöchigen Versuch der WEST-Technologie im Meer vor Coos Bay, Oregon, der im September starten soll. Wobei unter WEST inzwischen Wave Energy Seawater Transmisson verstanden wird.

Im Februar 2013 wird die britische Tochter Ocean HydroPower Systems Ltd. (OHS) gegründet. In der Pipeline sind bereits verschiedene Entwicklungsaktivitäten in der Region Cornwall und im Südwesten des Landes.


Anfang 2007 bekommt die bereits 1989 gegründete und dem US-Militär nahestehende Firma Scientific Applications & Research Associates Inc. (SARA) aus Cypress, Kalifornien, das Patent (US-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 auf das bereits 1992 an einen Timothy M. Rynne aus Huntington Beach erteilte Patent (US-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 außerdem einen Wirkungsgrad von rund 50 % aufweist. Das Unternehmen entwirft, baut und testet im März 2007 einen 100 kW MHD-Generator als Labor-Demonstrator, 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 in 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 Wissenschaftler der chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Firma TransUniv Machinery Co. Ltd. in Shanxi, China, allerdings 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 werden 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 SARA im praktischen Einsatz getestet worden sei. Andere Informationen aus späterer Zeit gibt es nicht - das Projekt scheint nicht weiterverfolgt worden zu sein.


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 stark vom U.S. Department of Energy und dem Minerals Management Service des U.S. Department of Interior 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. RME arbeitet insbesondere an der Entwicklung von zwei Konverterarten, welche die mechanische Energie der Wellen in Strom, Druckluft oder Meerwasser unter Druck umwandeln.

AirWec

AirWec

Der zum Patent angemeldete AirWec nutzt eine Platte unter Wasser sowie eine Sc hwimmboje, 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 eine senkreche Platte, die eine hydraulische Pumpe nutzt, um die kinetische Energie der Wellen in unter Druck befindliches Meerwasser zu konvertieren. Auch dieses System gleicht dem finnischen Waveroller (s.d.) bzw. dem Oyster-System aus Großbritannien (s.d.), wobei das SurgeWec an seiner Oberkante ein verschlossenes Rohr als Auftriebskörper besitzt und in erster Linie dazu gedacht ist, 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 sogar 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.

Im Oktober 2008 beteiligt sich RME an der Gründung des Marine Renewable Energy Consortium (MREC), bei dem ein Netzwerk aus Technologie-Entwicklern und Benutzern die Nutzung der Erneuerbaren Energien aus dem Meer forcieren will. Im selben Monat genehmigt das U.S. Department of Interior Zeit für Wellentank-Tests bei der National Oil Spill Response Research & Renewable Energy Test Facility (Ohmsett) in Leonardo, New Jersey.

Im Januar 2009 beginnt das Unternehmen mit den Vorbereitungen eines See-Tests des AirWEC im Golf von Maine, etwa zwei Meilen östlich der Nordspitze der Insel Plum in Newburyport, Massachusetts. Die Versuche sind Abschluß einer sechs Monat langen Forschungs- und Entwicklungsperiode, die durch einen Zuschuß von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) unterstützt wurde. Ziel des Projektes ist es, die Anwendbarkeit des Systems bei einer bestimmten Anwendung zu demonstrieren – der Erzeugung von Druckluft für den Einsatz in der Offshore-Fischzucht. Projektleiter ist demzufolge auch eine Gesellschaft, die Aquakultur-Systeme für Fischzucht im offenen Meer produziert, die Ocean Farm Technologies Inc. (OFT) aus Searsmont, Maine. Dritter Partner bei dem Projekt ist das Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Im Mai folgt eine Förderung des DOE, um ein innovatives System zur Optimierung der Leistung von großen Wellenenergiekonverter-Arrays zu entwerfen und zu bauen (was auch immer damit gemeint ist), und im Juli ist RME einer der drei Gewinner des Clean Energy Investment Prize. Außerdem wird der Hauptsitz von Watertown nach Boston verlagert. Die Prototypen-Fabrikation erfolgt weiterhin am Advanced Technology and Manufacturing Center der University of Massachusetts Dartmouth in Fall River. Im August bekommen RME und OFT den zweiten Zuschuß der NOAA, um an dem Projekt zur Integration des AirWEC in den Aquapod Aquakultur-Systemen von OFT weiterzuarbeiten, Prototypen zu bauen und See-Tests durchzuführen. Im November gibt es dann auch Fördermittel des DOE für die Weiterentwicklung des SurgeWEC. Das Unternehmen nennt allerdings keinerlei Beträge – und hält sich auch sonst mit Zahlenangaben auffallend zurück.

Ohmsett-Anlage

Ohmsett-Anlage

Im Februar 2010 (andere Quellen: Juni) nutzt RME eine Testwoche in der 203 m langen und 3,4 m tiefen Ohmsett-Anlage des Bureau of Ocean Energy Management (BOEM) für Vermessungen, gefolgt von einer zweiwöchigen Untersuchung im Wellenkanal des Alden Lab in Holden im April. Auch darüber werden keine Ergebnisse veröffentlicht. Mitte des Jahres gibt das DOE bekannt, daß man die RME im Rahmen verschiedener Programme fördern wird, damit das Unternehmen 2011 einen Prototyp in Maine ins Wasser bringen kann. Schon im August gibt es daraufhin wieder einmal Geld vom DOE, das diesmal dafür gedacht ist ein innovatives System zur automatischen Änderung der Geometrie des Wellenenergie-Sammlers, in Reaktion auf sich ändernde Wellen-Bedingungen, zu entwickeln. Mit dem Zuschuß sollen die Seetests in Maine im Folgejahr finanziert werden. Im September gibt es – inzwischen fast schon routinemäßig – einen weiteren DOE-Zuschuß für die Entwicklung eines innovativen Energieaufnahme-Systems (dritten Quellen zufolge in Höhe von 1 Mio. $). Zu diesem Zeitpunkt erwartet das Unternehmen, die Computer-Modellierungen und Tanktests der verkleinerten Modelle beider Geräte bis zum Sommer 2011 abgeschlossen zu haben. Ein Kraftwerk in größerem Maßstab ist für den Sommer 2012 geplant, und die Kommerzialisierung im Jahr 2013.

Tatsächlich wird im Juni 2011 eine weitere Testwoche im Ohmsett-Tank abgeschlossen – während das Unternehmen gleichzeitig (und zum ersten Mal) eine Gründer-Finanzierungsrunde durchführt, deren (ungenannter) Erlös für die weitere Produktentwicklung und die Patentanmeldungen verwendet werden soll. Die Startinvestoren sind mehrere Familienstiftungen im Raum Boston sowie eine Reihe von Privatpersonen. Im September finanziert das U.S. Department of Interior – Bureau of Reclamation die Entwicklung eines kritischen Subsystems, das es den Wellenenergiekonvertern erlaubt, kostengünstige Energie für Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen zu liefern.

Im Dezember 2011 gelingt es RME endlich, den SurgeWEC-Prototyp am Jennette’s Pier von Nags Head in den Atlantik abzusenken, wo das Gerät nun Daten über die Menge der von ihm nutzbaren Wellenenergie sammeln soll – ein wichtiger Schritt nach den vielen Jahren an Vorbereitungen. Der 2,3 m breite und 1,7 m hohe Prototyp wird innerhalb von zwei Tagen etwas außerhalb der Surf-Zone in 7,5 m Tiefe durch Taucher auf dem Meeresboden montiert. Große Backsteine passen als Ballast-System in den Sockel, und zwei große Anker halten das Gerät im Falle von schwerer See fest. Unterstützung bekommt RME bei diesem Projekt vom Coastal Studies Institute der University of North Carolina sowie der North Carolina Aquariums Society, welche das sich 305 m weit ins Meer erstreckende Jennette Pier besitzt und betreibt. Nach dem Versuch klingt es danach, als ob RME das Design noch kräftig überarbeiten muß, um zumindest ein vor-kommerzielles Niveau zu erreichen. 

Im November 2009 hatte die Stadtverwaltung von Yakutat in Alaska darüber informiert, daß sie ein Demonstrations-Wellenergieprojekt finanzieren wird, das in vier Phasen umgesetzt werden soll. Vom Stromversorger Yakutat Power finanzierte und vom Electric Power Research Institute (EPRI) durchgeführte Konzept- und Machbarkeitsstudien für zusammen 44.000 $ waren mit positivem Ergebnis abgeschlossen worden. Nun soll die schottische Firma Aquamarine Power mit dem Bau der 1,6 Mio. $ teuren Pilotanlage beauftragt werden, wobei ein 650 kW Oyster-Wellenkonverter zum Einsatz kommen 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.

Später rückt man aus Gründen, die ich noch nicht herausfinden konnte, davon ab - statt dessen stellt die RME im Juli 2012 den Antrag über die vorläufige Genehmigung der Federal Energy Regulatory Commission (FERC) für das nun offiziell Yakutat Wave Energy Project genannte Vorhaben vor der Cannon Beach im Golf von Alaska. Die Genehmigung wird es RME ermöglichen, den optimalen Standort für das Projekt zu identifizieren, Studien durchzuführen und die Vorbereitung einer Anwendungslizenz zu unterstützen.

Im September gewinnt RME auf dem 2. jährlichen Savannah Ocean Exchange den Solution Inspiring Action Award – und wird auf dem World Summit on Innovation and Entrepreneurship in Boston als Global Hot 100 Company ausgezeichnet. Anfang Dezember wird ein weit größeres Modell des SurgeWEC bei der Feldforschungsstation des U.S. Army Corps of Engineers in Duck, New Carolina, ins offene Wasser gerollt und 6 Wochen lange geprüft. Gerollt deshalb, weil die beweglich gelagerte 17,5 m2 große senkrechte Platte auf einem Stahlrahmen befestigt ist, an dem 16 Reifen angebracht sind. Die Versuchsinstallation an einem sich langsam absenkenden Meeresboden wird dadurch sehr erleichtert, und das Zurückholen des Prototyps ebenso. Bei dem Versuch wird ein Wirkungsgrad von 30 % festgestellt.

Im Januar 2013 genehmigt die FERC den vorläufigen Antrag für das Yakutat-Wellenkraftwerk – was den offiziellen Beginn des Projekts markiert, bei dem in einem Bereich von 25 Quadratmeilen 10 bis 15 SurgeWEC-Wellenenergiekonverter installiert werden sollen, die Meerwasser durch ein Turbinen/Generatorsystem an Land mit einer Leistung von 500 - 750 kW pumpen. Der 650-Seelen-Ort Yakutat, der von den jährlich über 3.000 MWh Strom profitieren soll, liegt in einer abgelegenen Region im südöstlichen Teil von Alaska, ist vom Tongass Nationalforst umgeben, hat keinen Schienen- oder Straßenzugang und die nächste Hochspannungsleitung ist einige Hundert Meilen weit weg. Bislang wird die Energieversorgung durch Dieselkraftstoff gewährleistet, der über 1.750 km Entfernung herangeschifft wird.

Ab dem Sommer werden mehrere Studien durchgeführt, um den Anforderungen der genehmigenden Stellen gerecht werden zu können, entsprechende Anträge gestellt, und die Installation des ersten Prototyps in Yakutat wird für den Herbst 2014 geplant. Bis zum Juli 2015 soll dann das ganze Kraftwerk stehen.

 

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 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 herauszufinden, und auch die entsprechende Seite ist nicht mehr am Netz.


FWG Modell

FWG Modell

Ein sogenannter Floating Wave Generator (FWG) - der nicht mit dem gleichnamigen kanadischen Gerät von Per Andersen verwechselt werden darf (s.d.) - ist das Ergebnis der Entwicklungsarbeiten von Glenn Edward Cook aus Simpson, Pennsylvania. Die Beschäftigung mit der Wellenenergie führt zur Erteilung eines entsprechenden Patents (US-Nr. 7.315.092) im gleichen Jahr 2008.

Zwei andere Systeme desselben Erfinders werden unter den Bezeichnungen Syphon Wave Generator (US-Nr. 7.355.298) sowie Under The Bottom Generator geführt (Anmeldungen Nr. 2009/006752 und 2010/0171313), wobei letzterer auch als Bottom Wave Generator bekannt wird. Die Gerätschaften befinden sich alle noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium - und es gibt auch keine Anzeichen dafür, daß mehr als nur kleine Demonstrationsmodelle der ersten beiden Systeme gebaut und getestet worden sind.

Dies geschieht durch die im Jahr 2008 in Newport, Kalifornien, gegründete Firma Green Wave Energy Corp., die sich auch mit innovativen Wind- und Solarenergiesystemen beschäftigt. Der Bottom Wave Generator scheint dabei besonderes Interesse zu finden, denn von diesem gibt es einen YouTube-Clip (hochgeladen im Mai 2009), auf dem man den Test eines Modells von beachtlicher Größe beobachten kann, mit welchem die Funktionsfähigkeit des Konzepts bewiesen werden soll. Dessen Technologie ist ausgesprochen einfach, denn die Turbine besteht aus nichts weiter als einem strukturell verstärkten Fiberglas-Zylinder mit einem großen Propeller im Inneren, der mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Öl- oder Hydrauliksysteme werden nicht benötigt. Die Turbine wird vertikal an einer Stelle außerhalb der Brandung fest verankert, so daß nur die Spitze aus dem Wasser ragt. Die Stromproduktion des Generators beruht auf dem mit den Wellen steigenden und fallenden Wasser im Inneren des Zylinders, welches den Propeller dreht, wobei das Wasser zweimal genutzt wird – wenn es im Zylinder nach oben steigt und wenn es wieder nach unten abfließt.

Das klingt gut, aber die Ergebnisse mit dem 6 m langen und 1,8 m durchmessenden Rohr sind bislang noch nicht veröffentlicht worden. Dafür liegt schon der Verkaufspreis für kommerzielle 5 kW Anlagen vor: 20.000 $.

In der Planung hat die Green Wave Energy auch ein Strömungskraftwerk namens Zero Impact Water Current Turbine, das die Stromproduktion revolutionieren soll – was sogar stimmen mag, wenn die bislang bekanntgegebenen Zahlen tatsächlich in ein funktionierendes und marktfähiges Produkt verwandelt werden können. In jeden Fall werde ich die Sache im Kapitelteil Strömungsenergie weiter im Auge behalten.


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 mit Boje

Windle mit Boje

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 Windle-Boje funktioniert mittels einer Kolbenpumpe, die Wasser durch eine Turbine zur Stromerzeugung drückt. Mitte der 1980er experimentiert der Erfinder 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 muß aus Geldmangel jedoch eingestellt werden.

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


Ebenfalls im August 2008 unterzeichnet die auf den Bermudas beheimatete 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. Triton ist auf Projektentwicklungen im Bereich der Erneuerbaren Energien auf der Insel, die durchschnittlich 80 MW verbraucht, mit einer Spitzenlast in der Sommerzeit von 110 MW.

Eingesetzt werden soll die CETO-Technologie der australischen Carnegie Wave Energy Ltd. (s.d.), mit der ebenfalls ein MOU unterzeichnet wird. Zuerst ist eine Demonstrationsanlage mit 2 MW geplant, anschließend eine netzverbundene 20 MW Farm, die auch Wasser entsalzen soll. Ein Zeitplan für das Projekt liegt noch nicht vor, doch das Projekt wird im Februar 2009 von der Bermuda Electric Light Company Ltd. (BELCO), dem alleinigen Stromlieferanten vor Ort, immerhin schon einmal als bevorzugtes Projekt für erneuerbare Energien auswählt.

Im Dezember 2010 erhält Triton die Genehmigung für den Einsatz einer Wellenmeßboje zur Bestimmung der standortspezifischen Wellenenergie-Ressourcen. Die solarbetriebene Triaxys-Boje wird bei 25 m Wassertiefe vor Garden Island auf der östlichen Seite der Bermudas installiert und soll nun für einen Zeitraum von mindestens 12 Monaten Daten sammeln. Die Vor-Machbarkeits- und Umweltstudien des Projekts sind inzwischen abgeschlossen worden.

Im April 2011 meldet Carnegie, daß die Onshore-Prüfung der CETO Pumpe und des Hydraulik-Moduls in kommerziellem Maßstab für die Demonstration vor Garden Island erfolgreich beendet wurde. Die bislang jüngste Information vom Mai 2012 verkündet den Abschluß der einjährigen Wellenmessungs-Studie. Details sind noch nicht veröffentlicht worden.


Im Februar 2009 gibt der Bürgermeister von San Francisco Gavin Newsom, der schon Solardächer und städtische Windkraftanlagen in die Stadt gebracht hat, bekannt, daß er die vorläufige Genehmigung für die errichtung eines 10 – 30 MW Wellenenergie-Projekts vor der Küste des Stadt gegeben hat, das in Zukunft sogar bis auf 100 MW erweitert werden könnte. Grundlage dafür ist eine jüngst beendete Studie, welche die Stadt mittels einer Förderung durch die Sidney Frank Foundation und anderen Seiten durchgeführt hatte.

Umgesetzt ist noch nichts, als Newsom Ende 2010 aus dem Amt scheidet, um die Position des kalifornischen Vizegouverneurs zu übernehmen. In den Fachblogs wird nun gefragt, ob er in seinem neuen Staatsamt erfolgreicher darin sein wird, mit der Kraft des Meeres Elektrizität zu erzeugen. Laut einem Artikel des San Francisco Chronicle hat Newsom diesem Traum jedenfalls noch nicht aufgeben und hofft, im Zeitraum 2012/2013 ein Wellenenergie-Pilotprojekt vor Ort zu sehen. Die Stadt arbeitet zusammen mit dem Beratungsunternehmen URS jedenfalls daran, ein 30 MW Projekt zu entwickeln, das schätzungsweise 120 Mio. $ bis 140 Mio. $ kosten wird.


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, den sie für den Minerals Management Service des US-Innenministeriums zusammengestellt haben. 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. Leider ist der Bericht nach einer Reorganisation der Behörde nicht mehr im Netz abrufbar.


Richmond Wave Machine

Richmond Wave Machine

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 der Erfinder außerdem mehrere Patente über spezielle Textilmaschinen, die er auch selbst herstellt und weltweit vertreibt.

Das von ihm vorgeschlagene Wellenenergie-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.


Ende 2009 ist die im November 2002 gegründete Firma Able Technologies LLC (AT) aus Englewood, New Jersey, soweit, im Wellentank einer Marine-Basis in Leonardo, südlich der Raritan Bay, und unter der Schirmherrschaft des Minerals Management Service des US-Innenministeriums ihren ersten Prototyp zu testen.

Kerngeschäft der Firma ist die Entwicklung und Vermarktung des von Stanley Rutta erfundenen Electricity Generating Wave Pipe (EGWAP). Das seit 2001 patentierte System (US-Nr. 6.476.512) 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. Die Ergebnisse des Tests sollen ermutigend gewesen sein - aber wohl doch nicht ausreichend, denn man hört später nichts mehr von dem System.


ELGEN Grafik

ELGEN (Grafik)

Die etwas ominöse kalifornische Firma ELGEN Wave will 2009 seine Horizon Platform genannte Technologie fertig 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 netten Animation 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 ab 2008 einen Wellenkonverter, der unter dem Namen Wave Energy Harnessing Device (WEHD) bekannt gemacht wird. 2009 werden diverse Versuche in Wellentanks durchgeführt, deren Clips auf der Universitäts-Seite zu sehen sind. Über die Besonderheiten der Technologie ist allerdings nicht viel zu erfahren – irgendwie soll sie die Energiedichte in einem Ozean-Wellenfeld erhöhen.

Zur Vermarktung wird die Seahorse Power LLC gegründet, die das System 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. Es sieht jedoch nicht danach aus, als sei das Projekt jemals weitergekommen.


Im Januar 2008 gründen Jon Bonanno und Weinstein die Firma Principle Power Inc. (PPI), mit Büros in San Francisco und Seattle, die in einer ersten Finanzierungsrunde auf Anhieb 1,5 Mio. $ einnimmt, wobei sich die Runde am Ende um mehr als 50 % überzeichnet erweist. Alla Weinstein ist auf dem Markt der Wellenenergie nicht unbekannt, sie hatte bereits erfolgreich die AquaBuOY-Technologie an die Firma Finavera Renewables verkauft (s.d.).

Schon im Mai wird das Firmenkapital durch Fremdfinanzierung um weitere 2,3 Mio. $ erhöht. Zu den Investoren gehören acht Mitglieder des Keiretsu Forum sowie andere unbenannte Investoren aus Spanien, Mexiko und Portugal. Das neue Unternehmen konzentriert sich auf Offshore-Windenergie-, Solar- und Wasserkraft-Projekte rund um den Globus. Priorität hat eine WindFloat genannte, schwimmende Trägerstruktur für Offshore-Windenergieanlagen in großen Wassertiefen. Über diese Technologie berichte ich noch ausführlich im Kapitel Windenergie, wobei ein spezielles Unterkapitel über schwimmende WKAs bereits in Vorbereitung ist. Warum ich das WindFloat-System an dieser Stelle beschreibe, wird nach wenigen Absätzen klar sein.

Im Juni sichert sich PPI die weltweite exklusive Lizenz für die -Technologie von der Marine Innovation & Technologie (MI&T) aus Berkeley, Kalifornien. Diese hatte ihre ursprünglich als Öl- und GWindFloatas-Plattform gedachte MiniFloat-Struktur durch die Integration eines Unterstützungssystens für Windkraftanlagen von bis zu 400 t Gewicht neu gestaltet. Das Design beinhaltet 25 m breite horizontale Platten an der Basis der untergetauchten Struktur, um den Kräften des Ozeans entgegenzuwirken und die Bewegung der Plattform zu minimieren. WindFloat verfügt neben seinem dreieckigen Design mit einer Schenkellänge von 35 m auch über ein aktives Ballast-System, um die Stabilität der Struktur aufrechtzuerhalten. Die Plattform kann an Land leicht vormontiert und dann auf das Meer geschleppt werden, wo sie an ihrem vorgesehenen Liegeplatz verankert und angeschlossen wird. Erste Kanaltestes werden an der University of California Berkeley durchgeführt (die Scheibe soll dem Widerstand der rotierenden Windblätter entsprechen).

Im September wird die Unterzeichnung einer Einverständniserklärung mit der Tillamook Intergovernmental Development Agency (TIDE) für die schrittweise Entwicklung einer schwimmenden Offshore-Windenergiefarm mit einer Leistung von 150 MW der Küste von Tillamook County, Oregon, bekannt gegeben. Die 20 bis 40 Windkraftanlagen des Tillamook-Projekts sollen etwa 1 km auseinandergezogen mindestens 15 km von der Küste installiert werden, in einer Wassertiefe von 50 m oder mehr. Die Projektkosten werden auf mehr als 450 Mio. $ geschätzt. Vor der Umsetzung soll zunächst eine kleine 10 MW Pilotanlage mit zwei Windturbinen ins Wasser gebracht werden. Im Oktober startet Principle Power eine weitere Finanzierungsrunde, die im ersten oder zweiten Quartal des Folgejahrs mit 20 Mio. $ abgeschlossen werden soll. Im November folgt eine Einverständniserklärung mit dem Stromversorger Tillamook People’s Utility District – doch danach hört man nichts mehr über das Projekt.

Dafür beginnt das Jahr 2009 im Februar mit einer weiteren Einverständniserklärung, diesmal mit der Energias de Portugal (EDP) für die dreistufige Entwicklung eines WindFloat-Offshore-Projekts vor der Küste von Portugal. Phase 1 wird die Fertigung und Montage einer einzigen WindFloat-Plattform für Demonstrationszwecke umfassen, was bis 2011 geschehen soll. Nach dem erfolgreichen Abschluß und der Bewertung der Demonstrationseinheit soll in Phase 2 und Phase 3 ein vor-kommerzieller bzw. kommerzieller Einsatz erfolgen, unter Nutzung der gemeinsamen Infrastruktur und der Entwicklungsfortschritte aus früheren Phasen.

WindFloat Grafik

WindFloat (Grafik)

Im April meldet PPI die vollständige Übernahme des geistigen Eigentums an der WindFloat-Technologie von MI&T – wobei gleichzeitig auch der Miterfinder des WindFloat, Dominique Roddier, zu Principle Power wechselt. Dies scheint auch zu einem gewissen Umdenken zu führen, denn als das US Department of Energy im September die 22 Meeresenergie-Projekte bekannt gibt, die eine Förderung von zusammengerechnet 14,6 Mio. $ erhalten werden, wird neben einigen der bereits genannten Unternehmen auch die Principle Power bedacht. Mit dem Zuschuß in Höhe von 750.000 $ soll im Laufe von maximal zwei Jahren die Konstruktion, Bewertung und Kosten-Analyse einer schwimmenden Trägerstruktur durchgeführt werden, die eine ganze Reihe verschiedener Wind- und Wellenenergie-Systeme an Bord hat. Die Kombination mit Wellenenergiekonvertern ist jedenfalls konsequenter als die Nutzung der Windenergie allein, denn die Stromerzeugung läßt sich damit – bei Nutzung der gemeinsamen Infrastruktur – möglicherweise signifikant steigern. Im Dezember ist das Unternehmen dabei, 5 Mio. $ zu beschaffen, um eine Pilotanlage zu bauen und zu installieren ... von der 2. Finanzierungsrunde hat man bislang nichts gehört.

Im Mai 2010 verkündet Principle Power erfreut, daß das portugiesische WindFloat-Projekt in dem Memorandum of Understanding, das der US-Energieminister und der portugiesische Wirtschaftsminister unterzeichnet haben, als wichtige bilaterale Initiative anerkannt wird. Zwecks Umsetzung hat Principle Power zusammen mit EDP, Repsol, Portugal Ventures und A. Silva Matos bereits ein Joint Venture namens Windplus SA gegründet, um den netzgekoppelten WindFloat-Prototyp in einer Wassertiefe von rund 40 m vor der portugiesischen Küste zu installieren. Im Juli wird gemeldet, daß der Prototyp bis Mitte 2011 bereit sein soll; gebaut wird er in Portugal, bei der Technologie-Sparte des Hauptinvestors EDP, der EDP Inovação, und die Kosten des Tests werden auf 18,4 Mio. € geschätzt. Im Oktober werden an der University of California, Berkeley, weitere Wellentank-Tests durchgeführt.

Ansonsten gibt es erst wieder im Februar 2011 etwas Neues, als PPI, EDP sowie die InovCapital - Sociedade de Capital de Risco SA eine gemeinsame Projektvereinbarung sowie den Auftrag für eine schlüsselfertige 2 MW WindFloat-Plattform mit einer darauf installierten Vestas V80-2.0MW Offshore-Windkraftanlage unterzeichnen. Wichtiger neuer Projektpartner ist daher die Vestas Wind Systems AS, die ihre Windturbine bis Jahresende liefern und installieren wird, dazu kommt die Stahlbaufirma A. Silva Matos Metalomecânica (ASM). Die Finanzierung wird durch die Projektpartner sowie den Venture-Capital-Arm des portugiesischen Ministeriums für Wirtschaft, Innovation und Entwicklung, InovCapital, gesichert. Hinzu kommt ein Zuschuß des Fundo de Apoio à Inovação (FAI) des Ministeriums, der Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien unterstützt. Das fertige System soll in Aguçadoura getestet werden, und zwar für nicht weniger als 12 Monate. Ohne daß ich die Details dazu gefunden hätte, soll Principle Power bis zu diesem Zeitpunkt bereits 1,4 Mio. $ Fördermittel des dem DOE unterstehenden Office of Energy Efficiency and Renewable Energy erhalten haben.

Als im April 2011 das Direktorium des Maine Technology Institute (MTI) an zwei Unternehmen Förderpreise vergibt, die in Maine innovative Technologien entwickeln, erhält die WindFloat Maine LLC in Camden 500.000 $ für ihre Windkraftanlagen-Plattform. WindFloat Maine ist die lokale Tochtergesellschaft der PPI, dort speziell gegründet, weil sich der US-Bundesstaat stark auf die Nutzung der Offshore-Windenergie hinbewegt.

Der Bau des Prototyps in Portugal schafft es auf das Titelbild der Juli/August-Nummer des Magazins Wire Rope Exchange – beeindruckend genug dafür ist das Bauwerk jedenfalls, das während seiner Fertigstellung an Land auch noch die Vestas Windenergieanlage mit einer Nabenhöhe von 67 m auf eine der drei jeweils 8 m durchmessenden Plattformen aufgesetzt bekommt. Bei dieser 2 MW Version war die Gesamthöhe von entscheidender Bedeutung, damit sie komplett unter einem Portalkran im Trockendock der Estaleiros Navais do Mondego Werft zusammengebaut werden konnte. Zu den wichtigsten Auftragnehmern, die an der Planung, dem Bau und dem Einsatz des WindFloat beteiligt sind, gehören der Spezialist für schwimmende Installationen Houston Offshore, das französische Konstruktionsunternehmen Bourbon Offshore sowie die niederländische Ankerschmiede Vryhof – neben mehr als 60 anderen europäischen Zulieferern, 40 davon aus Portugal selbst. Das Projekt-Management, die Installation und andere Serviceleistungen werden von Kymaner erbracht.

Das Pilotsystem soll im Spätsommer an seinen Standort, 5 km vor der Küste von Aguçadoura, geschleppt werden. Dort wird die 1.200 t schwere Einheit mit einem Tiefgang von 13 m in rund 43 m tiefen Gewässern dümpeln. Der erzeugte Strom wird das netzgekoppelte Umspannwerk an Land über das gleiche 15 kV Verbindungskabel erreichen, das vor einigen Jahren vom Pelamis Prototyp verwendet worden ist (s.d.). Bei voller Leistung wird der Stromfluß der Windturbine 80 % der Kabelkapazität beanspruchen, so daß Raum für den Anschluß eines Wellenenergie-Systems mit 500 kW Leistung verbleibt.

Tatsächlich erfolgt der Stapellauf dann im Oktober 2011 – es ist der erste Offshore-Einsatz weltweit, der ohne schwere Ausrüstung auskommt. Im Laufe der nächsten Wochen folgen strenge Inbetriebnahme-Tests, ein Probebetrieb und eine anschließende stufenweise Steigerung der Stromerzeugung bis zur vollen Kapazität. Nach den See-Tests in Portugal will Principle Power die WindFloats auf Nennleistungen zwischen 3 MW und 10 MW hochskalieren, mit Rotoren von 120 - 150 m im Durchmesser und 80 - 90 m hohen Türmen. Wenn die kommerzielle Produktion beginnt, sollen die WindFloat-Plattformen zumindest schon für 5 MW Windenergieanlagen bereit sein.

WindFloat Prototyp

WindFloat Prototyp

Im Februar 2012 wird die WindFloat-Technologie mit dem Prize for Excellence in Innovation des Online-Fachmagazins Renewable Energy World.com ausgezeichnet. Als die Pilotanlage in Portugal im Juni offiziell eingeweiht wird, hat sie bereits mehr als 1,7 GWh Windstrom erzeugt. Die Investoren des Projekts, das mit 20 Mio. € nur wenig teurer wurde als geschätzt, beantragen nun Finanzhilfen der EU, um fünf weitere WindFloat-Plattformen zu bauen.

Große Aufregung dann im Dezember, als das US-Energieministerium bekannt gibt, daß es in einer ersten Entwicklungsphase sieben Pilotprojekte mit jeweils bis zu 4 Mio. $ fördern wird, welche stärkere, effizientere und innovativere Offshore-Windenergie-Technologien zu geringeren Kosten im Auge haben. Die Projektgruppen sollen das Geld verwenden, um die Entwicklungs-, Konstruktions- und Genehmigungsphase zu finanzieren, die voraussichtlich zwei Jahre braucht. Anschließend wählt das DOE dann bis zu drei dieser Projekte für die weiterführende Phase aus, die sich auf Standortwahl, Bau und Installation der entsprechenden Anlagen konzentriert – mit der Absicht, im Jahr 2017 einen kommerziellen Betriebszustand zu erreichen. Diese Projekte erhalten jeweils bis zu 47 Mio. $ über einen Zeitraum von vier Jahren.

Bei der ersten Entwicklungsphase ist Principle Power nämlich mit seinem WindFloat Pacific Demonstration Project mit dabei. Dabei handelt es sich um einen schwimmenden 30 MW Offshore-Windpark im Pazifischen Ozean, 10 bis 15 Meilen westlich der Port of Coos Bucht in Oregon. PPI plant, hier im tiefen Wasser fünf Halbtaucherplattformen mit 6 MW Windenergieanlagen zu installieren. Projektpartner sind Siemens Wind Power, Houston Offshore Engineering, das Pacific Northwest National Laboratory, das Northwest National Marine Renewable Energy Center, das National Renewable Energy Laboratory, die Firmen MacArtney Underwater Technology, RPS Evan Hamilton, Herrera Environmental, Forristall Ocean Engineering, das American Bureau of Shipping und Det Norske Veritas.

Ebenfalls im Dezember erhält die Tochter Windplus SA eine Projektförderung aus dem NER300-Programm der Europäischen Kommission, das 23 Demonstrationsprojekte der (fragwürdigen) Carbon Capture Storage (CCS) Technologie sowie innovative Erneuerbare-Energie-Technologien unterstützt. Damit kann nun die zweite Phase des dreiphasigen kommerziellen Offshore-Windparks in Portugal finanziert und angegangen werden. Darüber, wann man sich nun mit der Integration von Wellenkraftwerken beschäftigen wird, ist bislang nicht zu vernehmen.


Die Energiefirma Pacific Gas and Electric Co. (PG&E) beantragt im Dezember 2009 bei der Federal Energy Regulatory Commission (FERC) die Genehmigung zur Durchführung einer Dreijahresstudie an einem dritten Standort für eine Wellenenergie-Farm – nach vorangegangenen 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 zu testen. 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.

Der Standort Mendocino, wo vor der Küste der Stadt Fort Bragg der Bau eines Pilotprojekts geplant war, das zu einer kommerziellen 40 MW Wellenenergie-Farm hätte führen können, war allerdings schon im Juni 2009 gestrichen worden, da Humboldt County an der kalifornischen Küste eine bessere industrielle Infrastruktur und auch eine stärker interessierte Gemeinschaft aufweist. Das dortige Projekt, bei dem die o.g. AquaBuOY Wellenenergie-Konverter eingesetzt werden sollen, war von der FERC für drei Jahre genehmigt worden. Mehr über diese Technologie findet sich in der Länderübersicht Kanada (s.d.).

Im Laufe des Jahres 2010 beantragt PG&E bei der FERC eine 5-Jahres-Lizenz für Humboldt Countie, doch schon im November meldet die Fachpresse, daß PG&E das Pilotprojekt ausgesetzt habe – vor allem, weil es zu viel gekostet hätte. Das Unternehmen hatte geschätzt, daß das 5 MW Humboldt WaveConnect Projekt alleine nur für den Aufbau der Infrastruktur für die Kraftübertragung, die Überwachungs- und anderen Anlagen 50 Mio. $ verschlungen hätte – ohne daß dabei schon die Kosten der Wellenenergiekonverter selbst enthalten wären. Diese sollten aus 21 Angeboten ausgewählt werden, die auf eine Ausschreibung im September 2009 hin eingegangen waren. Die Betriebs- und Wartungskosten wurden auf über 5 Mio. $ jährlich veranschlagt.

Die Machbarkeitsstudie des 10 MW Central Coast WaveConnect Projekt vor der Küste von Santa Barbara County wird dagegen weitergeführt, für das PG&E im Dezember 2009 eine Genehmigung beantragt und im Mai 2010 erhalten hatte. Im Mai 2011 sieht es dann allerdings so aus, als würde PG&E die Wellenenergie nun vollständig aufgeben...


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 aus den Grafiken und Konzepten ist nur erkennbar, daß es sich bei dem einfach aufgebauten und robust erscheinenden Gerät um eine Kombination aus einer Schwimmboje und einem Venturi-Rohr handelt.

In der Beschreibung heißt es, daß der vergleichsweise preisgünstige 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 tief unten eine Turbine angebracht ist, bei der das Wasser durch eine Venturi-Düse beschleunigt wird. Ein 500 kW System soll zu einem Preis von 100.000 - 200.000 $ herstellbar sein.

Im Februar 2009 und im November 2010 werden zwei Patente beantragt, und zwei Tests mit kleineren Modellen bestätigen das Konzept.

Zur Entwicklung und Vermarktung der neuen Wellenenergietechnik wird 2011 die Firma Spindrift Energy gegründet, die bald darauf einen Energy Innovation Small Grant (EISG) Zuschuß in Höhe von 95.000 $ von der California Energy Commission bekommt, um einen ersten stromerzeugenden Prototyp zu bauen.

Bis dies tatsächlich beginnt, dauert es allerdings noch bis Mitte 2013, anschließend soll das Testgerät vor der Küste von Süd-Kalifornien installiert werden, um bis zum Ende des Jahres eine Leistungsbewertung zu erlauben.


Schon eine kurze Patenterecherche ergab, daß es aus den 1990er und 2000er Jahren noch sehr viele weitere interessante Vorschläge gibt, die ich hier aber nicht alle auflisten kann und will. Die meisten von ihnen haben es auch nicht über das Papierstadium hinaus geschafft...

Grafik aus dem Hirsch-Patent

Hirsch-Patent

Bevor man sich 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 (US-Nr. 7.199.481) von 2007 eine Anordnung senkrechter Stangen beschreibt, an denen energieerzeugende Schwimmer auf und ab steigen.

 

Ein Team aus 6 Studenten um Prof. Stephen Wood am Florida Institute of Technology (Florida Tech) entwickelt im Rahmen einer Projektarbeit ein Wellenkraftwerk namens Wing Wave, dessen Prototyp im November 2010 rund 3,5 km nordwestlich von Fort Pierce in etwa 12 m tiefes Wasser abgelassen und verankert wird.

Der Wing Wave Ocean Energy Generator besteht aus einem Paar 2,4 m hoher, 4,6 m breiter und 2,7 t schwerer Metall-Flügel, die hin und her klappen, wenn sie vom Meer bewegt werden, sowie einem Generator von 1 t Gewicht. Jeder Flügel kann in einem Winkel von 30° von Seite zu Seite schwingen und den Bogen in 8 - 10 Sekunden schließen. Aufgenommen werden dabei die elliptischen Bewegungen der Wellen 10 m bis 20 m unterhalb der Oberfläche, und die mechanische Energie wird dann in nutzbare elektrische Energie umgewandelt (im Grunde handelt es sich also um eine weitere WaveRoller-Version). Die Maße wurden durch die Breite der Straßen vorgegeben, auf denen die Flügel vom Montageplatz zum Meer transportiert wurden.

Wing Wave Versuch 2010

Wing Wave Versuch
(2010)

Der getestete Prototyp ist aus Aluminium gefertigt, während die späteren operativen Modelle aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden sollen. Bei ausgereiftem Entwicklungsstand soll ein einzelnes Wing Wave-System in der Lage sein 200 bis 250 Haushalte mit Strom zu versorgen. Außerdem können die Flügel Wellen auch in ein verbundenes System zur Entsalzung von Meerwasser eingebunden werden.

Die gesamte Entwicklungsarbeit sowie die Herstellung der Prototypen werden durch zwei Privatunternehmen aus Tallahassee finanziert. Diese sind die Clean and Green Enterprises Inc., die seit 5 Jahren an der Technologie arbeitet, das Patent dafür angemeldet (‚Modified Magnetic Wave Generators’) und auch die Zusammenarbeit mit dem Florida Tech initiiert hat, sowie die SebaiCMET, die sich die Rechte als exklusiver Hersteller und Vertreiber dieser Systeme sichert.

Insgesamt werden am Florida Tech drei Wing Wave Prototyp-Systeme gebaut und eingesetzt. Nach dem obigen Versuch, der über mehrere Wochen verläuft, erfolgen die Einsätze im Juni 2011 und Juni 2012. Jeder Einsatz bringt neben der Wellendatenaufnahme auch wertvolle Informationen, die zu Änderungen und neuen Installationstechniken bei den nachfolgenden Versionen führen, wobei die dritte Version bereits als voll funktionsfähiges und praktikables System bezeichnet wird. Trotzdem sieht es bislang nicht danach aus, als würde die Technologie bald auf den Markt kommen.


Innovatoren aus Seattle

Innovatoren aus Seattle

Im November 2010 berichtet die Presse über eine sympathische Altherrenriege aus Seattle, eine Gruppe ehemaliger Boeing-Ingenieure im Durchschnittsalter von 82 Jahren, die eine Erfindung präsentierten, um Strom aus Meereswellen zu produzieren. Im Laufe ihrer vierjährigen Experimente und Versuche entwickeln sie das Konzept einer grünen Energie-Fabrik, die hundert Meilen weit draußen auf dem Meer schwimmen würde, wo die Wellen am höchsten sind.

Dort sollen ganze Flotten von Barken, die über Scharniere miteinander und mit hydraulischen Geräten verbunden sind, den erzeugten Strom direkt an Bord zu Methanol umwandeln. Wozu nur Wasser und Kohlendioxid benötigt werden. Sobald ein angedocktes Tankschiff mit Methanol vollgeladen ist, nimmt es Kurs auf den nächsten Hafen, wo das Methanol z.B. in Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Erfinder berechnen, daß eine Flotte von 64 Barken pro Jahr rund 30 Mio. Literl Methanol produzieren könnte. Ein kleines Holzmodell der verbundenen Barken wird auf dem Green River in Auburn getestet.


Im April 2011 geben das Battelle-Institut, ein gemeinnütziges US-Institut für Vertragsforschung, und die Levant Power Corp. bekannt, daß die beiden Unternehmen die Entwicklung und Vermarktung einer Technologie zur Nutzung der Wellenenergie planen, die in erster Linie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für seebasierte Sensoren, Fahrzeuge und Kommunikationssysteme bereitstellen soll. Levant ist ein Startup in Massachusetts, das zur Vermarktung eines energieerzeugenden Stoßdämpfers gegründet wurde (s.d.). Die Partner ergänzen sich gut: Battelle ist an der Entwicklung von Sensoren, neuen Materialien und Anti-Bio-Fouling-Techniken beteiligt, während Levant hydraulische Energieabnahme- und Meeresenergie-Technologien entwickelt und im Laufe des vergangenen Jahres schon viel Arbeit in das neue System namens OceanGen gesteckt hat.

Die ersten beiden Phasen des Programms beinhalten die Entwicklung eines kompakten, vollständig versiegelten, hydraulisch-elektrischen Apparats mit linearem Generator hoher Leistungsdichte, der auf die einzelnen Missionsbedürfnisse skaliert werden kann – sowie eine Technologie-Demonstration. Anschließend wollen Battelle und Levant die neuen Systeme gemeinsam fertigen. Der Markt dafür ist groß, denn rund um den Globus sind Tausende von Bojen sowie am Meeresboden montierte oder schwimmende Plattformen im Einsatz, die ihren Strom von Solarzellen, aus Batterien, Windgeneratoren, Brennstoffzellen und – in extremen Fällen – von Dieselgeneratoren beziehen. Die ersten OceanGen-Anlagen sind daher auf Wetterbojen, Öl- und Gas-Plattformen, Forschungsplattformen und militärische Anwendungen ausgerichtet, die Leistungen zwischen 50 W und 100 W erfordern. Falls nötig, läßt sich die Technologie aber auch bis zum Kilowatt-Bereich hochskalieren.

Auf der Levant-Homepage wird 2013 verkündet, daß die OceanGen-Technologie bereits eine Dauerleistung im Bereich zwischen 1 kW und 5 kW erzeugt, je nach Größe und Wellenaufkommen. Es gibt bislang aber weder Produktdetails noch Einsatzbeispiele.

 

Auch im Juni 2011 gibt es wieder einen Bericht über – diesmal einen – 81 Jahre alten Herren, der nicht locker läßt ... und ebenfalls ein neuartiges (?) Wellenkraftwerk konstruiert.

Der Erfinder Hap Layher aus Gig Harbor arbeitet zu diesem Zeitpunkt schon seit etwa 7 Jahren an seiner Ocean Wave Height Amplifier Platform (OWHAP).

In der Theorie können seine umweltfreundlichen Plattformen schwimmen, sich mit dem Meer nach oben und unten bewegen, und diese Bewegung in Druckluft umwandeln. Diese würde dann wiederum eine von Layher ebenfalls selbstentwickelte Turbine mit elektrischem Generator antreiben.

Die University of Puget Sound habe sein Modell für vier Monate ausgewertet – ihm dann aber den Ausgang gezeigt.


Ab 2009 arbeitet ein Forscherteam des Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) in Moss Landing an der kalifornischen Pazifikküste an der Entwicklung einer wellenbetriebenen Power Buoy, die Strom für ozeanographische Instrumente in Monterey Bay liefern soll (nicht zu verwechseln mit der zusammen geschriebenen - PowerBuoy von OPT, s.o.). Finanziert werden die Arbeiten von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Im Laufe des Jahres 2011 geht die Boje in der Monterey Bay etwa ein halbes Dutzend Mal in den Einsatz, wobei das Team nach jedem Einsatz neue Funktionen und Verbesserungen einfügt. Zum Jahresende erzeugt die Power Buoy bereits bis zu 400 W Leistung, mehr als doppelt so viel wie das MBARI mit den sonst installierten Windgeneratoren und Sonnenkollektoren produzieren. Dem ursprünglichen Ziel, etwa 500 W zu erzeugen, ist man damit ziemlich nahe gekommen.

Power Buoy Grafik

Power Buoy (Grafik)

Das Team unter der Leitung von Andy Hamilton hatte im Laufe von neun Monaten eine 2,5 m durchmessende Boje gabaut, an der unter Wasser in 30 m Tiefe eine massive 5,5 m lange und 3 m breite Metallplatte hängt. Während die Wellenbewegung an der Meeresoberfläche die Boje auf und ab bewegt, hat die Platte den Zweck, sie relativ stabil zu halten. Der Zug der relativen Bewegung wird auf den Kolben eines dazwischen montierten großen Hydraulikzylinders übertragen, dessen Hydraulikflüssigkeit wiederum über einen Hydraulikmotor Strom erzeugt.

Während der Arbeit an dem Projekt sieht sich das Team mit mehreren Herausforderungen konfrontiert. Die erste betraf die Umwandlung der vertikalen Bewegung der Wellen in eine Drehbewegung zum Antrieb des Generators. Nach mehreren Versuchen wird schließlich ein eigenes System entwickelt, das einen standardmäßigen hydraulischen Motor nutzt und mit einem Wirkungsgrad von 95 % funktioniert. Die nächste Herausforderung war, den Kolben in seine Ausgangslage zurückzuführen, nachdem die Welle vorbeigezogen ist. Ein Metallfeder-Mechanismus erweist sich als zu schwer. Statt dessen entwickelt und integriert das Team eine Luftfeder, d.h. eine mit Stickstoff gefüllte Kammer, die an dem einem Ende des Kolbens befestigt ist. Da sich der Kolben mit den Wellen bewegt, komprimiert oder dekomprimiert er das Stickstoffgas in die Kammer. Nachdem die Welle vorbei ist, kehrt das Gas in der Kammer zu seinem ursprünglichen Druck zurück und zwingt damit den Kolben in die Mitte des Hubes zurück.

Eine weitere Herausforderung bildete während der ersten Feldversuche das Kabel, an dem die Metallplatte befestigt ist. Es schwang so stark hin und her, daß die Dichtungen der Hydraulikzylinder beschädigt wurden und zu lecken begannen. Als Lösung wird ein langes Metallrohr hinzugefügt um sicherzustellen, daß das Kabel in einer Linie mit der Achse des Kolbens gezogen wird. Bei einem späteren Einsatz verursachen Metallsplitter in der Hydraulikflüssigkeit zusätzlichen Schaden, weshalb ein Neubau mit einem Fluid-Reservoir/Druckausgleich und einem Filter erforderlich wird.

Als nächstes strebt das Team an, bis zum späten Frühjahr 2012 trotz der unberechenbaren und unvorhersehbaren Wellenbewegung einen stetigen 24 V Strom erzeugen zu können, wie er zur Versorgung der wissenschaftlichen Instrumente benötigt wird – und das Projekt um eine Unterwasser-Ladestation für Unterwasser-Roboter zu erweitern. Wenn der Entwicklungszuschuß im Herbst ausläuft, hofft das Team, daß das System seine Nützlichkeit bewiesen hat und man in der Lage ist, zusätzliche Finanzierung für eine Fortführung des Projekts zu gewinnen.


Im Juni 2012 meldet die Fachpresse, daß die vom Office of Naval Research finanzierte Wave Carpet Initiative der schon 1988 gegründeten Firma Knowledges Based Systems Inc. (KBSI) in College Station, Texas, ein für tiefes Wasser geeignetes schwimmende System konzipiert habe, das die Energie der vom Wind erzeugten Wasserwellen nutzt. Um die Natur der Wasserwellen und den Betrieb von Wellenenergie-Anlagen auf See zu verstehen, werden dabei Fragen und Probleme der wellenenergiebezogenen Energieabsorption, Hydrodynamik und Stromerzeugung sowie Algorithmen der künstlichen Intelligenz behandelt. Wie das System genau funktionieren soll, wird bislang allerdings noch geheim gehalten. Die einzige veröffentliche Grafik ist auch nicht besonders aussagekräftig. Um so höher werden die Behauptungen gehängt.

Wave Carpet Konzept Grafik

Wave Carpet Konzept
(Grafik)

Das Wave Carpet Design unterscheidet sich von anderen Wellenenergiesystemen dadurch, daß es sich rasch und mittels eines Eigenantriebs installieren läßt, wie es für Navy-Anwendungen erforderlich ist. Die wichtigsten Technologie-Komponenten des innovativen Designs sind große, flexible Schwimmkörper, verteilte Kontrollen und ein eingebettetes fehlerredundantes elektrisches Stromnetz, das die Energiespeicher unterstützt und durch einen fluidtechnischen Speicher verstärkt wird. Das System positioniert sich dynamisch und mit eigener Kraft, kann ferngesteuert werden, erlaubt eine Fluktuationsglättung der Energie, und läßt sich immer wieder ausbringen und wieder einholen. Darüber hinaus bietet der Wave Carpet einen Energiespeicher, der ohne die Notwendigkeit eines Anschlusses an ein bestehendes Netz auskommt. Die Struktur ist so konzipiert, daß die Herstellungs-, Implementierungs- und Wartungskosten möglichst niedrig ausfallen.

The Wave Carpet-Technologie erlaubt ferner die Entwicklung von sehr großen schwimmenden ‚intelligenten’ Strukturen auf den Ozeanen zur Dämpfung des Seegangs, beispielsweise für den Schutz meeresthermischer Energieumwandlungssysteme (OTEC) oder anderer großer Offshore-Strukturen. Ebenso könnte die Technologie als schwimmende Wellenbrecher für die Fischzucht verwendet werden. In allen Fällen kann als Nebenprodukt Energie gewonnen werden. Möglicherweise bietet der Wave Carpet auch eine Antriebstechnologie mit reduzierter Geräuschentwicklung – was das Militär natürlich besonders interessiert. Es sieht allerdings nicht danach aus, als sei das Projekt inzwischen schon weitergekommen... zumindest nicht öffentlich.

In gewisser Weise mit dem obigen Projekt verbunden scheint auch der Ansatz des Forschers Mohammad-Reza Alam von der University of California, Berkeley, zu sein, der sich gemeinsam mit seinem Team auf die Erkenntnis stürzt, daß schlammige Meeresböden erhebliche Mengen Energie aus darüber hinweglaufenden Oberflächenwellen extrahieren können, indem diese im Meeresboden starke Wechselwirkungs-Prozesse initiieren.

Die Fähigkeit schlammiger Meeresböden, Meereswellen zu dämpfen, wurde bereits an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt dokumentiert. Fischer im Golf von Mexiko beispielsweise haben gelernt, ihre Boote an eine lokale schlammige Stelle zu steuern, die als Schlammloch (mud hole) bezeichnet wird, sobald sich ein Sturm zusammenbraut. Hier ist die Wechselwirkung zwischen den Wellen und dem Schlamm so stark, daß die Sturmwellen bis zu einem Abstand von ein paar Wellenlängen (100 - 200 m) gedämpft werden ... und die Boote völlig sicher sind. Könnte man also einen synthetischen Meeresboden entwickeln, der auf Oberflächenwellen genauso reagiert wie die Reaktionen im Schlamm, dann sollte es möglich sein, den Wellen eine Menge Energie zu entziehen. Alam und seine Gruppe konzentrieren ihre Aufmerksamkeit auf einen künstlichen, viskoelastischen Meeresboden-Teppich (carpet of wave-energy conversion, CWEC), der über einem Netzwerk aus vertikal ausgerichteten Federn und Generatoren auf dem Meeresboden plaziert ist. Der flexible Teppich soll wie Schlamm reagieren: Sobald Wellen darüber hinweglaufen, verursachen sie in seiner gefederten Oberfläche dynamischen Schwingungen und Wellen, die dann zur Stromerzeugung genutzt werden können.

Durch eine Modellierung der Wechselwirkung von Wellen mit dem vorgeschlagenen Teppich kann gezeigt werden, daß das System mit Leichtigkeit 50 % der über kurze Entfernungen von etwa 10 m wirkenden Wellenenergie zu absorbieren vermag. Funktionieren soll das System bis zu einer Wassertiefe von etwa 20 m. Gebaut wurde es bislang noch nicht.


Im November 2012 wird gemeldet, daß die Electro Standards Laboratories in Cranston, Rhode Island, gemeinsam mit der University of Rhode Island (URI) ebenfalls an der Entwicklung autonomer Sensor-Bojen und Plattformen arbeiten, deren Energiegewinnung aus dem Wellen erfolgen soll. Bislang sind im Rahmen der von Raymond Sepe Jr. geleiteten Kooperation zwei verschiedene Designs entstanden, ein System mit Direktantrieb (Direct Drive System) und eines mit einem Resonanzantrieb (Resonant Drive System).

Die entwickelte Technologie nutzt kleine elektrische Generatoren, die entweder direkt angetrieben werden – aus der welleninduzierten Bewegungsdifferenz zwischen der Oberflächenboje und einer beständig untergetauchten Platte –, oder über ein Resonanzantriebssystem, das die Bewegung des Generatorankers bei jeder Seegangsspitze verstärkt.

Die komplett versiegelten Bojen haben keine externen beweglichen Teile, bieten einen zuverlässigen Betrieb ohne zusätzliche Getriebe und haben die Fähigkeit, elektrische Energie im Bereich von 1 W bis 10 W nutzbar zu machen. Die Bojen-Designs können individuell angepaßt werden, sind bis auf 250 W skalierbar und für verankerte oder driftende Anwendungen geeignet.

Modelltests werden im Wellentank der Abteilung Meerestechnik an der URI sowie in der Mündung der Narragansett Bay durchgeführt, wobei die Untersuchungen eine gute Übereinstimmung mit den zuvor angestellten Modellsimulationen zeigen. Nun sollen qualifizierte Ingenieure eingestellt werden, um die Entwicklung weiter voranzubringen, und nach Unternehmen und Organisationen gesucht werden, die an einer Kommerzialisierung dieser Technologie interessiert sind. Weitere Neuigkeiten gibt es bislang nicht darüber.


Im September 2012 erhält das Northwest National Marine Renewable Energy Center (NNMREC) der Oregon State University (OSU) die ersten 4 Mio. $ vom US Department of Energy, um in Newport das erste netzgekoppelte Wellenenergie-Testgelände für Anlagen in kommerzieller Größe in den Vereinigten Staaten zu installieren. Am Pacific Marine Energy Center (PMEC), etwa fünf Meilen vor der Küste, sollen das Energieerzeugungspotential und die Umweltauswirkungen von Wellenenergie-Geräten untersucht werden. Seekabel werden die erzeugte Energie an das örtliche Stromnetz übertragen – und Daten an die Wissenschaftler und Ingenieure, die in den Institutionen an Land arbeiten.

Das NNMREC ist aus einer Partnerschaft zwischen der OSU und der University of Washington entstanden und beschäftigt sich in erster Linie mit Wellen- und Gezeitenenergie. Das Center betreibt eine nicht-netzgekoppelte Wellenenergie-Testanlage in Newport, nördlich von Yaquina, und unterstützt Tests an Geräten mittlerer Größe in Puget Sound und Lake Washington.

Meldungen im Januar 2013 zufolge soll die Strukturierung des PMEC und die Bestimmung des exakten Standortes innerhalb der folgenden Monate erfolgen, zusammen mit dem erforderlichen Genehmigungs- und Zulassungsverfahren. Außerdem wird mit einer Vielzahl von Partnern daran gearbeitet, zusätzliche Finanzierungsquellen aufzutun. Das PMEC wird über vier Wasser-Freiflächen verfügen, in denen einzelne Geräte oder kleine Arrays an das elektrische Netz angeschlossen werden können. Mit der Fertigstellung wird allerdings erst in mehreren Jahren gerechnet. Bis dahin betreibt das NNMREC weiter seine mobile Testbojen-Plattform Ocean Sentinel an seinem Ozean-Testgelände nördlich von Yaquina.

Weitere Länder


Auch in anderen Ländern gibt es erste Ansätze für eine Beschäftigung mit der Wellenenergie:

Im Juni 2009 wird während der panarabischen TV-Sendung Stars of Science, die mit Schwerpunkt auf innovative Projektideen seitens der Qatar Foundation und Education City ins Leben gerufen worden war, über den an der Wahran Universität für Wissenschaft und Technologie in Algerien studierenden, 22-jährigen syrischen Schiffstechnik-Studenten Hassan Deeb berichtet, der an einem Wellenkraftwerk arbeitet, das von den Wellen bewegte Propeller verwendet, um Elektrizität zu erzeugen und zu speichern.

Was nicht unpikant ist, denn ein (vom Foto her) etwas älterer Mazen Deeb (hier allerdings Dib geschrieben) meldete in Frankreich schon 2005 ein Patent (Nr. 2.860.270) für eine von Wellen betriebene Hebevorrichtung für Meerwasser an. Beim Betrachten der Abbildung auf dem Patent wird allerdings klar, daß es sich um eine andere Form von Technologie handelt, bei der ein 1 x 6 m großer bootsförmiger Schwimmer einen wasserpumpenden Kolben bewegen soll.

Hyperbaric WEC

Hyperbaric WEC

In Brasilien arbeitet ein Team an der Nationalen Universität von Rio de Janeiro um P. B. Garcia-Rosa an einem Hyperbaric WEC – ein Schwimmersystem mit einem hydraulischen Seewasser-Kreislauf, das während der International Conference on Clean Electrical Power im Juni 2009 vorgestellt wird. Außer dem Foto eines Labormodells ist bislang jedoch noch nichts weiter veröffentlicht worden.

Aus Malaysia wiederum, ebenfalls mit vielen Küsten gesegnet, führen Dr. Ismail bin Musiran, Dr. Muhammad Murtadha bin Othman und Baharin Abu Bakar von der Universiti Teknologi MARA (UiTM) ab Januar 2010 eine dreijährige, vom Research Managemant Institute finanzierte Studie zur mathematischen Modellierung von Meereswellen bei der Stromerzeugung durch. Sie konzentrieren sich dabei auf OWC-Anlagen, die von ihnen als der effizienteste Weg betrachtet wird, um mit Meereswellen Strom zu erzeugen.

In Jamaica, von Wasser und Wellen umgeben, hat der Erfinder Jackie Stuart, ein ehemaliger Nachrichtentechniker, einen Lineargenerator entwickelt, der zwar an Land installiert, aber mit von Wellen erzeugter Druckluft betrieben werden soll. Er kommt damit Anfang 2011 in die lokale Presse.


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, allerdings bislang unbestätigte Technologie sei bereits 1850 in England erfunden, aber danach nicht weiterverfolgt worden.

Nachweisen läßt sich eine Erfindung aus dem Jahr 1868, als die New York Times am 10. Mai über einem Mechaniker namens Robertson aus San Francisco berichtet, der für den damals recht hohen Betrag von rund 8.000 $ ein Boot entwickelt und baut, das alleine von der Kraft der Wellen angetrieben wird. Für die Jungfernfahrt seines Bootes entscheidet er sich gegen eine einfache Fahrt in der Bucht und wagt sich statt dessen gleich mit drei anderen Passagieren und Nahrungsmitteln für zehn Tage auf den Ozean.

Patent Nr. 541.775

Patent Nr. 541.775

Kaum hat das Boot den Kai verlassen, schwingt es jedoch mit der Breitseite in die Strömung und beginnt in einer höchst unangenehmen Weise zu wippen und zu schlingern. Dem Ruder gehorcht es überhaupt nicht mehr. Das Boot schwimmt einige Zeit mit dem Strom, allerdings seitlich statt der Länge nach, doch obwohl sich die Räder drehen, scheinen sie dem Boot keine zusätzliche Geschwindigkeit zu geben.

Der Erfinder besteht darauf, daß alles, was sein Boot zur Fortbewegung benötigt, eine stetige Wellenbewegung sei, doch als es knapp außerhalb der Landzungen von Golden Gate raues Wasser erreicht, werden die Probleme so groß, daß er mit seinen Gästen in ein kleines Ruderboot umsteigen muß. Ein in der Nähe befindliches Lotsenboot rettet die Gruppe.

Die ca. 500 $, um das Wrack zurück nach San Francisco zu schleppen, erscheinen dem enttäuschten Erfinder jedoch zu hoch – der es daraufhin einfach im Meer wegdriften läßt. Kein Wunder also, daß die Zeitung ihren Bericht mit der Aussage betitelte: „The San Francisco Self-Propelling Boat – Disastrous End of a Grand Experiment“.

Es gibt noch weitere 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 immerhin 8 km/h erreicht.

Patent Nr. 4.481.002

Patent Nr. 5.6039.995

In der UdSSR beschäftigt sich 1936 ein G. E. Pavlenko mit der Technologie (,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 -, oder Nr. 4.481.002 von 1984). In keinem dieser Fälle ist jedoch etwas von einer Umsetzung zu finden.


Richtige Tests beginnen 1978 in Trondheim, Norwegen, mit einem wellennutzenden Modell des Erfinders und 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 m2 haben. Damit werden sogar schon 6 Knoten erreicht. Ein Bericht darüber befindet sich in dem (von mir noch nicht eingesehenen) Magazin Motor Ship, Nr. 64, August 1983.

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 Fishery Technology Research in Trondheim an den Untersuchungen beteiligt.

1984 werden erfolgreiche Versuche mit einem 20,4 m langen und 180 t schweren Trawler namens Kystfangst 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 großen, die andere mit 5 m2 großen Flügeln.

Man kann sie auf dem leider nicht sehr scharfen Foto in hochgehobenem Zustand sehen. Um die notwendige Anstellwinkel zu halten werden pneumatische Servomechanismen verwendet. Die Ergebnisse sind ermutigend, werden jedoch trotzdem nicht weiter verfolgt.


Auch 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. Im Laufe des Jahres 1984 werden Pläne für zwei Schiffe von 27 m bzw. 300 m Länge entwickelt, die beide mit Triebwerks-Flügeln ausgestattet sind. Das größere Schiff soll ausschließlich mit der Wellenkraftanlage auf bis zu 11 Knoten beschleunigt werden können. Auch diese Projekte scheinen später eingestellt worden zu sein, denn ich habe keinerlei aktuelleren Informationen darüber finden können.


Kneider Konzept Grafik

Kneider Konzept (Grafik)

Einen weiteren wellenbetriebenen Schiffsantrieb schlägt Francois Kneider aus dem französischen Velaux vor. Er beginnt spätestens 1990 mit seiner Arbeit, da er in diesem Jahr ein Patent darauf beantragt, doch bislang ist das Projekt noch immer nicht über das Stadium von Grafiken und einem kleinen Modell hinausgekommen.


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. Ich würde mich freuen, falls jemand nähere Details darüber hat.


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’. Die Schlußfolgerung der Wissenschaftler lautet, daß eine flexible Flosse (oszillierende Tragfläche) energieeffizienter sein kann als ein herkömmlicher Schraubenpropeller. Nun wird unter den kontrollierten Bedingungen eines Labors untersucht, ob die flexible Flosse Wellenenergie in ein effektives Hilfsmittel für den Vortrieb umwandeln kann. Auch hier werden die Ergebnisse als positiv bewertet ... ohne daß es Spuren dafür gibt, daß die Arbeit später fortgesetzt wurde.


2005
erhält ein G. G. Cambon aus Italien das internationale Patent (Nr. 2005/058689) 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 Segelschiffe und Elektro- und Solarboote geschrieben habe, da das Konzept auch die beiden Erneuerbaren Energien Wind und Sonne nutzt (s.d.) - neben Wasserstoff-Brennstoffzellen, die etwa 50 % des Energiebedarfs decken und als Energiezwischespeicher dienen sollen.

Orcelle Modell

Orcelle (Modell)

Die Orcelle soll das erste moderne Transportschiff werden, dessen elektrischer Antrieb vollständig von erneuerbaren Energien versorgt wird. Sie soll etwa 250 m lang werden und eine Tragfähigkeit von 20.000 t besitzen. Das Schiff, das 10.000 Autos transportieren soll, wird mit drei großen Starrsegeln aus einem leichten Verbundwerkstoff ausgestattet, die gleichzeitig mit Solarzellen belegt sind. Auch die Schiffshülle besteht aus einem extrem leichten Aluminium-Thermoplast-Werkstoff.

Außerdem – und deshalb wird das Projekt hier aufgeführt – soll das Schiff mit einer Anlage ausgestattet werden, 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 insgesamt 12 Flossen 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. Umgedreht lassen sie sich mittels der Zufuhr an elektrischer oder mechanischer Energie selbst bewegen und für den Vortrieb nutzen. Bislang gibt es allerdings nur ein etwa 150 cm langes 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 drei flexibel aufgehängter 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 ausführliche Beschreibungen, Grafiken und Animationen. Auch hier ist von einer Umsetzung, die wirklich wünschenswert wäre, noch nichts zu hören.


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.


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. Ziel der Zusammenarbeit ist es, eine nicht verankerte Datenboje weiterzuentwickeln, mit welcher ursprünglich Buckelwale beobachtet worden sind.

Wave Glider Grafik

Wave Glider Grafik

Das Produkt der Bemühungen ist der patentierte Wave Glider, eine von Wellenergie angetriebene autonome Datenboje, die 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. Mit dem neuen Unternehmen soll nun die Kommerzialisierungsphase eingeläutet werden. Für Tests und Untersuchungen wird eine Basis bei Kawaihae auf Hawaii geschaffen, und schon 2008 können die ersten Objekte an Kunden ausgeliefert werden.

Durch das kontinuierliche Ernten von Energie aus der Umwelt ist ein Wave Glider in der Lage, lange Strecken zurückzulegen, feste Positionen zu halten und/oder weite Gebiete zu überwachen, ohne dabei jemals auftanken zu müssen.

Die ausgetüftelte zweiteilige Architektur mit ihrem speziellen Flügelsystem, das unter dem gut 2 m langen Glider im Wasser schwimmt und über ein 7 m langes Kabel mit der Surfboard-artigen Plattform an der Oberfläche verbunden ist, wandelt die Wellenbewegung direkt in Schub um - während die beiden 43 W Solarpaneele den Strom für Sensoren und andere Nutzlasten liefern. Dadurch kann der Wave Glider selbständig in weit entfernte Gegenden reisen, Daten sammeln und muß nur für Wartungsarbeiten zurückkehren, ohne daß hierfür jemals ein Schiff seinen Hafen verlassen müßte. Es werden bereits 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 erlaubt. Die Daten werden über Satellit an Land übertragen, und die ständige Präsenz an der Oberfläche bedeutet, daß diese Daten auch 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 – ebenfalls ausschließlich von Wellenkraft angetrieben. Andere Modelle legen sogar Strecken von über 10.000 Meilen zurück.

Die Jupiter Research Foundation plant nun, im August 2012 gleich fünf Wave Gliders im spanischen Sevilla starten zu lassen – anläßlich des Jahrestages der berühmten Fahrt von Magellan im Jahr 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. Leider läßt sich nichts darüber finden, ob dieses Projekt umgesetzt worden ist.

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

Wave Glider mit Unterwasserflügeln

Wave Glider mit
Unterwasserflügeln

Im Juni 2011 gibt Liquid Robotics bekannt, daß man in einer Finanzierungsrunde D 22 Mio. $ Investitionsmittel von dem Silicon Valley Venture-Unternehmen VantagePoint Capital Partners sowie dem Öl- und Gas-Anbieter Schlumberger bekommen habe. Das Unternehmen kann zu diesem Zeitpunkt schon eine ganze Reihe erstklassiger Kundenreferenzen vorweisen: die National Ocean and Atmospheric Administration (NOAA), die Woods Hole Oceanographic Institution, das Monterey Bay Aquarium Research Institute, die Scripps Institution of Oceanography und die University of Hawaii. Was dem Preis eines Wave Gliders zwischen 100.000 $ und 500.000 $ wohl angemessen ist.

Im gleichen Monat erfährt man, daß das Unternehmen eine Nachricht von einem der Roboter erhalten hatte, daß etwas nicht in Ordnung sei. Der Pilot wies den Roboter daraufhin an, in den Hafen zurückzukehren, und bei der Inspektion wurden verräterische Zahnmarkierungen von einem großen Hai festgestellt. Es ist allerdings eine Ausnahme, denn die 60 Roboter die sich bereits im Einsatz befinden, haben bislang zusammengerechnet über 150.000 Meilen auf See zurückgelegt, ohne mit Haien in Konflikt geraten zu sein. Und während einer Reise nach Alaska überlebt einer der Roboter mehr als 6,5 m hohe Wellen.

Eine kleine Roboterflotte aus vier Wave Glidern startet im November 2011 in der Bucht von San Francisco, um vollkommen selbstständig den größten Ozean unseres Planeten, den Pazifik, zu durchkreuzen. Steuerelemente sorgen dafür, daß die mit GPS ausgestatteten Geräte den Kurs einhalten. Im Rahmen des Projekts PacX Challenge (= Pacific Crossing) wird die Gruppe geschlossen von San Francisco nach Hawaii, und dann jeweils zu zweit weiter nach Japan und Australien segeln. Insgesamt sollen sie so 60.000 km im offenen Ozean zurücklegen, während sie kontinuierlich Daten über den Salzgehalt, den Sauerstoffgehalt und die Temperatur des Wassers, die Wellenbewegungen und das Wetter sammeln und senden, die dann im Google Earth Ocean Showcase veröffentlicht werden.

Im März 2012 erreicht die Flottille nach 5.926 km ihr erstes Ziel, Hawaiis Big Island, und setzt damit auch einen neuen Streckenrekord für unbemannte wellenbetriebene Fahrzeuge, der zuvor bei 4.630 km lag. Nach einer Überprüfung setzen Roboter im Mai ihre Reise paarweise fort, um ihre weiter entfernten Ziele bis Ende 2012 oder Anfang 2013 zu erreichen.

Tatsächlich kann Liquid Robotics im Dezember 2012 melden, daß der erste Glider nach 17.000 km seinen endgültigen Bestimmungsort in der Hervey Bay nahe Bundaberg im australischen Queensland erreicht hat. Es handelt sich um den Wave Glider Papa Mau, der seinen Namen zu Ehren des mikronesischen Navigators Mau Piailug trägt. Damit wird ein weiterer Weltrekord für die längste Strecke gesetzt, die ein Roboter-Fahrzeug zurückgelegt hat, der auch ins Guinness Buch der Rekorde aufgenommen wird. Der zweite Roboter namens Benjamin erreicht sein Ziel im Februar 2013. Einer der beiden in Richtung Japan gestarteten Wave Glider, Fontaine Maru, mußte derweil zur Reparatur nach Hawaii zurückkehren und wird seine Reise erst danach fortsetzen.

Im März 2013 schließt Liquid Robotics eine Finanzierungsrunde E mit 45 Mio. $ unter Leitung der Private-Equity-Firma Riverwood Capital und mit der Teilnahme bestehender Investoren, darunter VantagePoint Capital Partners. Dem Unternehmen zufolge sollen die Mittel dazu verwendet werden, um den weltweiten Vertrieb und das Netz der Partner- und Service-Organisationen zu erweitern. Außerdem soll mit dieser Investition auch die Entwicklung neuer kostengünstiger Lösungen für die weltweite Verteidigung, für Wissenschaft und Forschung, sowie für die Öl- und Gas-Märkte finanziert werden (die Reihenfolge entspricht den Veröffentlichungen der Firma). Schon im April kündigt die Firma mit dem neuen Modell Wave Glider SV3 eine fortgeschrittene Version an. Dabei handelt es sich um ein System mit Hybridantrieb: Der neuen Glider kann sowohl die Wellen- als auch die Solarenergie für den Vortrieb nutzen. Damit besteht nun die Möglichkeit, gesteuerte und ununterbrochene Missionen unter allen Wetterbedingungen durchzuführen. Im selben Monat ist Liquid Robotics Gewinner der Edison-Goldmedaille für Innovation bei Energieerzeugung und -anwendung.


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


Auch andere neue Ansätze sind schon erfolgreich verwirklicht worden. Besonders hervorzuheben ist das wellenbetriebene Boot von Kenichi Horie aus Japan, über das ich in der Länderübersicht schon ausführlich berichtet habe (s.d.).

Suntory Mermaid II Grafik

Suntory Mermaid II (Grafik)

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.


Im Jahr 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.

Tabakian-Boot

Tabakian-Boot

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 nicht verifizieren konnte.

 

Wellenkraft-Boot Shark

Wellenkraft-Boot Shark

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 aber, daß in den kommenden Jahren andere Technologien auftauchen werden, mit denen die Wellenenergie erfolgreich zum Vortrieb von Schiffen genutzt werden kann.


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 (im Sinne von abgedämpft) oder ebenfalls genutzt werden können, was die Anlagen dann aber noch weiter verkompliziert.

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

Zusammengefaßt gibt es außerdem noch folgende Risiken:

  • Korrosion der Anlage, insbesondere der Turbine durch Salzwasser (ausgenommen OWC-Kraftwerke mit Luftturbinen)
  • 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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