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Wellenenergie (VI) - Ausgewählte Länder

Fidschi

Wellenkraftwerk der USP

Wellenkraftwerk
der USP


Im Oktober 2016 erhalten die Dozenten Rabiul Islam und Kabir Mamun sowie der Student Shaneel Prakash von der School of Engineering and Physics (SEP) der University of the South Pacific (USP) das australische Patent für ihre Erfindung eines ‚Portable Wave-Solar Energy Harvesting Device‘.

Die tragbare Vorrichtung ist ein einfaches, in sich geschlossenes System, das offshore eingesetzt werden kann und in Situationen nützlich ist, in denen es im Küstenbereich keine Stromversorgung gibt.

Der Hauptzweck des kostengünstigen Geräts ist die Versorgung von Beleuchtungen und anderen Geräten mit geringer Leistung in Gemeinden der pazifischen Inselstaaten sowie auf Fischerbooten. Es bildet eine einzige Einheit, bei der sich alle Mechanismen, welche die Schwingungs- und Wippbewegungen der Wellen aufnehmen, in einem mittelgroßen Ölfaß befinden.

Die Hauptkomponenten des Systems zur Wellen/Solar-Stromerzeugung sind Schwimmer, Getriebe, Schwungrad, Stromgenerator, Solarmodul, Speichervorrichtung und Steuerung nebst einem Kommunikationssystem, wobei die meisten Teile lokal verfügbar sind.

Das Projekt startete im Jahr zuvor, und die erste Phase wurde in das Patent umgewandelt. Basierend auf den Ergebnissen erhalten die Erfinder für die weitere Entwicklung des Projekts einen Zuschuß von 46.000 F$  


Finnland


Auf dem Meeresboden fest verankert sind die patentierten WaveRoller der 2002 gegründeten finnischen Firma AW-Energy Oy (AWE) in Vantaa, welche im Gegensatz zu den meisten anderen Systemen die beständigeren Tiefenwellen ausnutzen. Die sich wie Seetang hin und her wiegenden Platten bewegen ein Kolbensystem, das umsetzbaren hydraulischen Druck erzeugt.

Wave Roller Versuchsaufbau im Wassertank

WaveRoller
(Versuchsaufbau)

Rauno Koivusaari, Erfinder des Systems und erfahrener Taucher, entwickelt die Idee aus einer bereits 1993 unter Wasser gemachten Beobachtung, als er merkte, wie kraftvoll die Tür in einem Schiffswrack mit den Wellen hin und her schwang.

Im Jahr 1999 meldet er das Patent an, das ihm im Folgejahr erteilt wird, während gleichzeitig das erste keine Funktionsnachweis-Modell im Meer installiert wird. 2000 beginnen erste Labortests mit verschiedenen kleinen Plattentypen, an denen sich auch Experten des Fortum Hydro Research Laboratory beteiligen.

Das neu gegründete Unternehmen testet ab 2002 ein erstes Modell bei Röda Grundet im finnländischen Golf, und 2003 werden die Untersuchungen mit Förderung des Finnish Technology Fund weitergeführt - sowie zusätzliche Investitionsmittel eingeworben. Ab 2004 erfolgen Modelltests und Optimierungsversuche an der Technischen Universität Helsinki.

2005 wird ein Farm-Prototyp im Maßstab 1:3 zuerst im Pazifischen Ozean vor Salinas, Ecuador, sowie anschließend im Atlantischen Ozean am European Marine Energy Center (EMEC) bei Orkney ins Wasser gesenkt und getestet. Dabei zeigt sich jedoch, daß das ursprüngliche Konzept, den erzeugten hydraulischen Druck über Leitungen an Land zu führen, wo er einen Generator betreibt, nur für Einzelanlagen tauglich sein mag. Bei einer Farm würde die Sache allerdings viel zu komplex und ineffizient werden. AW-Energy beginnt daher ein System mit eingebautem Generator zu entwickeln. Neuer Invesor in diesem Jahr ist Aura Capital.

2006 bereitet man die erste Pilotanlage vor, die 2007 auf eine Leistung von 1 MW gebracht werden soll. Daran anschließen sollte sich ab 2008 die weltweite Vermarktung. Tatsächlich verzögern sich diese Schritte jedoch beträchtlich, obwohl das inzwischen in Espoo ansässige Unternehmen den großen finnischen Stromversorger Fortum Oyj als Investor gewinnen kann. Weitere Investoren sind Tekes, JNUljas und Sitra.

Im Jahr 2007 wird ein 4 x 4 m großer und 20 t schwerer WaveRoller Nr. 1 im Maßstab 1:4 vier Monate lang getestet und anschließend mit einer stärkeren Hydraulik versehen. Daneben arbeitet man an Plänen für eine 300 kW Demonstrationsanlage aus drei Einheiten.

Die Versuche mit der verbesserten Version WaveRoller Nr. 2 starten Anfang 2008 rund 500 m vor Peniche (der ‚Hauptstadt der Wellen’), 90 km nördlich von Lissabon. Den Sommer über werden Einsatzdaten des zwischen 10 kW und 13 kW leistenden Systems gewonnen und die Auswirkungen von Meerwasser, Bewuchs usw. beobachtet.  

WaveRoller Anlage Grafik

WaveRoller Anlage
(Grafik)

Im Oktober 2009 unterzeichnet die AWE mit der EU einen Vertrag in Höhe von 3 Mio. €, um die WaveRoller-Technologie umzusetzen. Es ist der erste Vertrag des neuen EU-Programms ‚CALL FP7 - Demonstration of the innovative full size systems’. Ziel des Projekts ist die Herstellung und Installation der ersten netzgekoppelten WaveRoller-Einheit vor der portugiesischen Küste. An dem von AW-Energy geleiteten Projekt beteiligt sich ein Unternehmenskonsortium aus einigen verschiedenen europäischen Ländern (Belgien, Deutschland und Portugal), darunter Bosch-Rexroth, ABB, Eneolica und das Wave Energy Center.

Im Oktober 2010 wird der offizielle Plan bekannt gegeben, bis Mitte 2012 vor Peniche ein WaveRoller-System mit einer Leistung von 300 kW in Betrieb zu nehmen und zu testen. In dieser Größe können jeweils drei Stück zu Einheiten mit einer Leistung von rund 1 MW verbunden werden, ist der Gedanke dahinter.

Inzwischen will das Unternehmen, dessen Chefetage derweil ins Silicon Valley umgezogen ist, Schwingplatten aus Stahl und Glasfasern entwickeln, die zwischen 600 kW und 800 kW leisten und in Tiefen von 10 - 25 m zu Farmen zusammengefaßt werden sollen. Das Unternehmen rechnet mit Kosten zwischen 1,5 und 2 Mio. € pro installierten MW und hofft, bis 2014 die Vorproduktionsphase zu erreichen. Im Dezember 2011 beteiligt sich auch der finnische Stromversorger Fortum an dem laufenden Projekt.

Tatsächlich kommt die erste große Versuchsanlage im Januar 2012 in der Werft von Peniche an. Ihr Gesamtgewicht wird mit 280 t angegeben, wobei die drei Schwungplatten jeweils 20 t wiegen und fast 90 m2 groß sind. Im August wird das System im Maßstab 1:2 in eine Wassertiefe von bis zu 25 m abgesenkt um in den Testbetrieb zu gehen.

Zeitgleich gibt das Unternehmen bekannt, in einer neuen Finanzierungsrunde 9 Mio. $ eingenommen zu haben, diesmal von Fortum, dem finnischen Innovationsfond Sitra und der finnischen Förderagentur für Technologie TEKES.

Im Dezember 2014 meldet die Fachpresse, daß die AWE, der Energiekonzern Fortum und die französische Marinewerft DCNS eine Vereinbarung zur Entwicklung einer Wellenkraftwerk-Demonstrationsanlage mit einer Nennkapazität von 1,5 MW unterzeichnet haben, die mit der Unterstützung der Region Bretagne erfolgen soll. Eine gemeinsame Machbarkeitsstudie dafür war bereits ab Oktober 2011 durchgeführt worden.

WaveRoller-Platte

WaveRoller-Platte

Im Jahr 2015 eröffnet das Unternehmen in Järvenpää eine Zapfwellenprüfanlage in voller Größe, auf der kommerzielle WaveRoller-Geräte getestet und optimiert werden. Der Eröffnung wohnt sogar der finnische Präsident persönlich bei.

Zwischen 2016 und 2017 erweitert die AWE ihr Lieferantennetzwerk zur Vorbereitung der Serienproduktion, und im Zuge eines strengen Technologie-Qualifizierungsprozesses, der von Lloyd’s Register validiert wird, entsteht der erste kommerzielle WaveRoller, dessen Komponenten an mehreren Standorten in Europa hergestellt, montiert, getestet und zertifiziert werden. Zu diesem Zeitpunkt werden vier Projekte verfolgt, zwei davon in Peniche in Portugal, eines in Mexiko und ein weiteres in Südostasien.

Im Januar 2018 werden an der Queen’s University Belfast die WaveRoller-Tanktests beendet, und im April kann sich die Firma eine Forschungs- und Innovationsfinanzierung der EU (Horizon2020) in Höhe von 5 Mio. € sichern, um im Rahmen eines im Mai startenden, 3-jährigen Projekts namens MegaRoller gemeinsam mit zehn Partnern ein neues, kommerziell nutzbarer PTO für ein 1 MW-Gerät zu entwickeln.

[Eine ähnliche Technologie verfolgt übrigens die Firma Aquamarine Power aus Edinburgh unter dem Namen Oyster, s.u. Großbritannien].


Ein im Jahr 2006 beantragtes und 2007 veröffentlichtes Patent von Seppo und Mikko Ryynänen bildet die Grundlage für eine 2008 erfolgte Neugründung namens Ecowave Oy, die sich im Besitz der Familie Penttila aus Hamina befindet.

Die Kerntechnologie besteht aus einem spiralförmigen Rotationskörper, der von den Wellen in Drehung versetzt werden soll. Er erinnert stark an fortgeschrittene Savonius-Rotoren. Entsprechende Patente werden in weiteren 40 Ländern beantragt.

An der TU Helsinki wird die Funktion bestätigt, und Mitte 2009 sollen erste praktische Tests erfolgen. Im September erhält das Unternehmen vom Regionalrat der finnischen Region Kymenlaakso eine Förderung in Höhe von 45.000 €. Diese wird genutzt um Beckentests und Computersimulationen durchzuführen.

Um den Prototyp einer mehrere Meter hohen Turbine, die von Schwimmpontons gehalten wird, in kommerziellem Maßstab zu bauen, versucht Ecowave Geld aus privaten Quellen zu bekommen, bislang anscheinend jedoch ohne Erfolg.

(Hinweis: Das finnische Unternehmen hat nichts mit der britischen Firma Ecowave Systems Ltd. zu tun.)


Im Juni 2011 wird ein Wellenenergie-Wandler namens Wello Penguin nach Orkney geschleppt, um am dortigen European Marine Energy Center (EMEC) für Tests installiert zu werden. Entwickler ist die 2008 gegründete finnische Firma Wello Oy aus Espoo, die seit mindestens drei Jahren an dem Projekt arbeitet, und gebaut wurde der Prototyp auf der Riga Schiffswerft in Lettland. Verwaltet wird das gesamte Entwicklungsprogramm von der britischen Firma Aquatera und der neuen marinen Betriebsführungs-Firma Orcades Marine Management Consultants.

Zuvor hatte das Unternehmen, dessen Namen zum einen von dem deutschen Wort ,Welle‘, zum anderen von dem englischen Wort ‚Swell‘ ispiriert wurde, in Jahr 2009 eine Startfinanzierung bekommen und erste Tests in kleinen Wellentanks und auf offener See durchgeführt, gefolgt von Untersuchungen an einem Gerät im Maßstab 1:8 im Jahr 2010.

Wello Penguin Grafik

Wello Penguin (Grafik)

Das von Heikki Paakkinen entwickelte und patentierte Gerät wandelt die oszillierende Bewegung der Wellen um in die Drehbewegung einer schweren Schwungmasse, die mit ihrer Rotation wiederum einen elektrischen Generator antreibt, der innerhalb des Rumpfes auf der Oberseite der Schwungmasse montiert ist. Der Prototyp ist etwa 30 m lang, 16 m breit, wiegt rund 220 t (ohne Ballast) und ist in der Lage 500 kW Strom zu erzeugen (andere Quellen: 600 kW=.

Der Rumpf selbst ist asymmetrisch, so daß die Vorrichtung allen Wellenbewegungen folgen kann (walzen, heben und stampfen). Alle diese Bewegungen fügen der Schwungmasse weiteren Schwung hinzu. Oberhalb der Meeresoberfläche befinden sich dabei nur etwa 2 m des Rumpfes, der ziemlich groß ist und im Grunde aus viel leerem Raum besteht, um für Auftrieb zu sorgen und die nötige Form bereitzustellen, die Bewegung der ankommenden Wellen adäquat zu erfassen. Auf dem Meeresboden verankert und unten gehalten wird das Gerät durch drei Ketten.

Der Wello Penguin ist als einfache, zuverlässige und extrem langlebige Anlage konzipiert. Um den harten Bedingungen des Ozeans zu widerstehen, ist die äußere Struktur aus robusten, wiederverwertbaren Materialien hergestellt und alle Funktionsteile sind innerhalb der Schutzhülle plaziert. Geplant sind kommerzielle Einheiten mit 1 MW Leistung.

Seine erste Generalprobe erlebt der Prototyp im September 2011, allerdings nicht für lange, denn schon im Dezember wird der Wellenenergiewandler an seinem Liegeplatz am Kai von Lyness Wharf von orkanartigen Winden beschädigt. Ein Modell im Maßstab 1:8 namens Baby Penguin hatte im Oktober allerdings einen 100-Jahres Sturm überstanden, der über den Nordatlantik gefegt war.

Im Februar 2012 meldet die Firma die Bereitschaft der Anlage, am EMEC fest installiert zu werden, und im Mai startet Wello eine Finanzierungsrunde B, bei der das Unternehmen von den Investoren Power Fund II und Finnvera Venture Capital 3 Mio. € einnimmt. Im Juni erfolgt die Installation im Billia Croo Testgelände vor Orkney, und erste Ergebnisse bestätigen eine effiziente Drehbewegung des Gerätes auch bei kleineren Wellen, wobei diese sogar noch besser ist als ursprünglich erwartet.

Im August und September werden die Versuchsergebnisse veröffentlicht – leider jedoch ohne Zahlen. Die Anlage hat jedenfalls schwere Stürme mit über 12 m hohen Wellen überlebt. Damit ist die erste Reihe von Test-Programmen beendet, und nach umfangreichen Inspektionen des Geräts und der Verankerung soll die Analyse der gesammelten Daten zu einer Leistungsoptimierung genutzt werden.

Penguin-Prototyp

Penguin-Prototyp

Im Jahr 2013 wird der Penguin in Orkney für eine halbjährige Testphase ausgebracht, bei der alle Hauptkomponenten einwandfrei funktionieren. 2014 markiert den Beginn der Kooperation mit dem skandinavischen Energieversorger Fortum, der nun auch Gesellschafter von Wello Oy wird.

Das Jahr 2015 erlebt die konstante Weiterentwicklung der Technologie und die Verbesserung der Steuerung, zudem werden Tests von verschiedenen Prototypen durchgeführt, während 2016 ein Prototyp im mittleren Maßstab bei Gran Canaria untersucht wird, ebenso wie neuartiges Verankerungskonzept entwickelt wird. Der Penguin im 1:5 Maßstab übersteht derweil in drei Tests eine sogenannte Jahrhundertwelle.

Der Penguin wird ein weiteres mal im März 2017 ausgebracht, wobei auch die neuartige Verankerungsgeometrie angewendet wird. Dabei meistert die Anlage während des schottischen Winters mehrere Stürme mit Wellenhöhen von bis zu 18 m. Interessant ist auch, daß sich bis dato noch alle Originalbauteile der Erstausbringung 2012 im Inneren des Penguins befinden, was eindrücklich die Überlebensfähigkeit des Systems bestätigt.

Ende 2017 kündigt die Wello zudem die Installation eines 10 MW Wellenenergieparks in Bali an, den der indonesische Finanzierer Gapura Energi Utama (GEU) errichten möchte. Um den Ökotourismus zu fördern, hat die indonesische Regierung die staatseigene Firma PLN beauftragt, Nusa Penida in eine ‚grüne‘ Insel zu verwandeln. Bis Ende 2018 soll der Genehmigungsprozeß für das Wellenkraftwerk, das dort entstehen soll, abgeschlossen sein und die Lieferung begonnen werden.

Im Februar 2018 unterzeichnet Wello einen Vertrag mit dem chinesischen Mischkonzern CIMC OEI, der dem Wellenenergietechnologieanbieter den Weg in den riesigen chinesischen Energiemarkt ebnet. Die Zusammenarbeit beginnt mit einer gemeinsamen Forschungsphase zur Definition eines optimierten Penguin-Designs für die chinesischen Gewässer, wo das Wellenklima etwas milder ist als im Nordatlantik. Die im Vertrag festgelegten nächste Phasen sind der Aufbau eines Demonstrationsstandortes und schließlich weitere Folgeprojekte in ganz China.

Zeitgleich erreicht die Firma durch eine erfolgreiche Crowdfunding-Runde auf der Plattform Invesdor innerhalb eines Monats ihr maximales Investitionsziel von 2 Mio. €. Das anfängliche Ziel von 1 Mio. € war bereits nach einer Woche übertroffen worden, wozu auch die Nachricht von dem Vertrag mit CIMC beigetragen hat. Im März meldet die Wello einen weiteren Meilenstein, als der Penguin in Orkney sein einjähriges Jubiläum feiert.

Im Sommer 2018  beginnt im Rahmen der Initiative Clean Energy from Ocean Waves (CEFOW) des Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 auf der Netaman Oü-Werft im estnischen Tallinn der Bau des Penguin-Wellenenergiewandlers WEC-2 (o. WEC2) in Originalgröße. Die Installation des Gerätes soll in den Folgemonaten im European Marine Energy Centre (EMEC) in Orkney erfolgen. Gegenüber seinem Vorgänger steigert es die Stromerzeugung um durchschnittlich 110 %.

Während der Bauphase des neuen Gerätes entwickelt das F&E-Team von Wello die Technologie kontinuierlich weiter. Die jüngste Iteration funktioniert bei niedrigeren Wellenhöhen deutlich besser und erzeugt 25 % mehr Energie als der bald eingesetzte WEC-2. Zudem liegen die Herstellungskosten niedriger als bei den vorherigen Designs.

Im Dezember wird berichtet, daß der WEC-2 nun ins Wasser gebracht worden sei, um von Tallinn zum EMEC geschleppt zu werden, wo er neben dem ursprünglichen Pinguin eingesetzt wird.


Frankreich


Eine frühe Anwendung der Wellenenergie ist ein Gerät, das um 1910 durch einen Herrn Bochaux-Praceique konstruiert wird, um sein Haus in Royan, in der Nähe von Bordeaux, mit 1 kW Strom zu versorgen.

Es scheint sich um die erste Anlage nach dem Prinzip der oszillierenden Wassersäule in Europa zu handeln, denn die Turbine, welche die Energie und das Licht erzeugt, wird von Luft angetrieben, die durch die Schwingungen des Meerwassers in einer vertikalen Bohrung in einer Klippe komprimiert wird.

Das Gerät wird im November 1920 von Arthur Palme in der amerikanischen Zeitschrift Power beschrieben, woher auch die Abbildung stammt.

Grasset-Anlage Grafik

Grasset-Anlage
(Grafik)


In den 1930er Jahren wird am Cap Saint-Martin, am Fuße des Leuchtturms von Biarritz, ein von dem Bauingenieur Paul Grasset entworfener hydraulischer Widder in Form eines Betonzylinders installiert, um Strom aus der Wellenenergie zu erzeugen.

Das Gerät trägt den Namen ‚bélier-siphon maritime à chambre barométrique‘, was man mit ‚meerbasiertem hydraulischen Widder in einer barometrischen Kammer‘ übersetzen kann, und wird häufig als das „erste Wellenkraftwerk der Welt“ bezeichnet.

Die Baugenehmigung war im September 1929 erteilt worden, und der Rohbau wird 1932 abgeschlossen. Dabei dient der Barometertank als Energiespeicher, Druckregler und permanenter Wasserversorger der Turbinen. Die beiden Säulen, die erste mit einer Klappe und die zweite mit den Turbinen, sind im Gleichgewicht. Sie werden durch das Wasser im Reservoir zusammengeführt und bilden einen Siphon mit gleichen Armen. Alle 10 Sekunden etwa hebt der Impuls vom Meer die Wassersäule des aufsteigenden Armes an, unterbricht das Gleichgewicht und ermöglicht den Fluß durch die Turbinen des abfallenden Armes.

Der Widdersiphon, der die Gezeitenkraftwerke ersetzen sollte, hatte jedoch nie die Möglichkeit, sich zu beweisen. Zuerst durch die Wirtschaftskrise ausgebremst, wird die Entwicklung durch den Ausbruch des Zweiten Weltkriegs endgültig gestoppt. Übrig bleibt eine Ruine, die inzwischen als Technologie-Denkmal Schutz genießt.

Dubois Patent

Dubois Patent (Grafik)


Ein Dokument für das neu erwachte französische Interesse an der Wellenkraft, bildet das in den USA 1983 erteilte Patent (4.392.061) der beiden Erfinder Yves Dubois aus Marcq en Baroeul, und Francois Y. Dubois aus Dinan (daher möglicherweise Vater und Sohn). Von einer technischen Umsetzung ist allerdings nichts bekannt.

Aus den anschließenden zwei Jahrzehnten sind mir bislang keine weiteren Aktivitäten untergekommen.


Im Jahr 2004 wird die in Plouzané beheimatete Firma Hydrocap Energy SAS gegründet, um das Seacap genannte Wellenenergie-Patent des Firmengründers Alain Larivain weiterzuentwickeln, der zuvor 30 Jahre lang in der Ölindustrie tätig war.

Die Vorrichtung besteht aus einer festen zentralen Hülle mit mehreren äußeren Beinen um einen Schwimmer herum, der sich unter der Einwirkung der Wellen auf und ab bewegt. Der Schwimmer besteht aus zwei Rümpfen, die um die Beine des Schwimmers geklemmt sind. In der ersten Lösung werden mehrere Räder, die am Schwimmer befestigt sind, durch dessen vertikale Bewegung angetrieben und treiben wiederum mehrere Permanentmagnet-Generatoren von 50 – 100 kW an. Alternativ kann der Schwimmer auch ein Hydrauliksystem antreiben, das sich auf dem Plattformdeck befindet und einen Hydraulikmotor nebst einem elektrischen Generator antreibt.

Das 10 m hohe und 15 m breite System (andere Quellen: mit einem Durchmesser von 15 – 20 m) ist für Wassertiefen von 30 – 100 m geeignet, soll Ozeanwellen zwischen 0,50 und 4 m nutzen, Wellen bis zu 6 m überstehen und mit festen Offshore-Windmühlen kombiniert werden können, wodurch ein Teil der Installations- und Produktionskosten aufgeteilt wird und der Output der Windkraftanlage zu geringen Kosten um etwa 30 % erhöht wird.

Im Jahr 2006 folgt die Gründung der Tochterfirma Windcap SAS,  über die ich in der Windenergie-Länderübersicht Frankreich berichte (s.d.). Auf das Seacap-Projekt konzentriert sich Larivain erst 2008 wirklich, obwohl die Enwicklung auch dann nur sehr zögerlich voranschreitet.

Einer Meldung vom November 2012 zufolge soll innerhalb von zwei Jahren ein Prototyp im Maßstab 1:1 gebaut werden, gemeinsam mit der französischen Werft STX und der deutschen Firma Bosch. Larivain sucht noch nach einem Industriepartner für die Finanzierung und den Bau des Prototypen, der zwischen 300 und 500 kW produzieren soll, und dessen Projektbudget auf ca. 8 Mio. € veranschlagt wird. In der Zwischenzeit ist der nächste Schritt, innerhalb von sechs Monaten ein Modell für Tanktests mit einer Leistung von 350 kW zu erstellen.

Mitte 2014 erfolgt die Verlegung des Hauptsitzes der Hydrocap Energy nach Lyon, über weitere Entwicklungen ist jedoch nichts mehr zu erfahren.

Eine Meldung von 2006 besagt, daß sich nun auch das im Vorjahr gegründete französische Unternehmen Converteam Group SAS aus Massy Cedex, ein Spezialist für elektrische Antriebs- und Automatisierungstechnologien, mit der Nutzung von Wellenenergie beschäftigt. Bis 2005 hatte das Unternehmen als Alstom Power Conversion Group im Alstom-Konzern firmiert, und danach bis Januar 2012 unter dem Namen Converteam Ltd., wobei 90 % der Anteile bereits im März 2011 für 3,2 Mrd. $ von dem US-Konzern General Electric (GE) übernommen worden waren.

Statt sich mit einem rotierenden System zu befassen, führt man hier Versuche mit linearen Permanentmagnet-Generatoren (LPMG) durch. Für die Archimedes Wave Swing genannte Anlage der britischen Firma AWS Ocean Energy Ltd. (s.u. Großbritannien), die auf einer PowerBuoy der US-Firma Ocean Power Technologies basiert (s.u. USA), stellt das Unternehmen den weltweit größten LPMG her, wobei auch Hochtemperatur-Supraleiter eingesetzt werden.

Die entsprechende Vereinbarung war im Oktober 2007 unterzeichnet worden. Im Rahmen der Vereinbarung werden OPT und Converteam die Technologie gemeinsam auf exklusiver Basis für mindestens fünf Jahre entwickeln. Parallel dazu wird gemeinsam mit einem Luftturbinen-Entwickler an einem eher konventionellen OWC-Modell gearbeitet.

Im Jahr 2011 liefert Converteam die elektrischen Komponenten für eine 1 MW Gezeitenturbine der Hammerfest Strøm UK, die im europäischen Marine Energy Centre (EMEC) in Orkney vor der Küste Nordostschottlands eingesetzt wird (s.d.). Über weitere Schritte in Bezug auf die AWS-Anlage wird jedoch nichts bekannt.


Im September 2008 wird angekündigt, daß man bis Juli 2010 bei Croisic (Pays de la Loire-Atlantique) und etwa 20 km vor der Küste eine erste Testplattform für Offshore-Anlagen installieren wird, um die Nutzung der Wellenenergie zu erforschen. Der Name SEM-REV kommt von der langen französischen Bezeichnung ,Système d’expérimentation en mer pour la récupération de l’énergie des vagues’. Kosten wird die Versuchsplattform 5,5 Mio. €, und die Projektpartner sind das staatliche wissenschaftliche Forschungszentrum Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), die lokalen Verwaltungen und der französische Staat.

Die Plattform bietet Platz für fünf bis sechs experimentelle Systeme. Eines davon wird der Prototyp einer großen Boje namens SEAREV sein, an der Alain Clément von der École Centrale de Nantes (ECN) seit 2003 arbeitet. Diese besitzt übrigens den größten Wellenkanal in Frankreich mit den Maßen 30 x 50 x 5 m, in welchem im Juni und Oktober 2006 auch das abgebildete Modell im Maßstab 1:12getestet wird.

Das System besteht aus einem verschlossenen und versiegelten Schwimmer, in welchem ein schweres Pendel zwei Hydraulikpumpen antreibt, deren Druck einen Hydraulikmotor mit angeschlossenem Generator in Drehung versetzt.

Searev Farm Grafik

SEAREV Farm (Grafik)

Die SEAREV Anlage soll in ihren kommerziellen Endmaßen eine Länge von 24 m und eine Breite von 14 m besitzen (andere Quellen: 26 x 10 m bzw. 25 x 15 m) und bei einem Gewicht von 1.000 t (wobei das Pendel alleine 400 t wiegt) 500 kW bis 1 MW produzieren. Eine weitere Baualternative funktioniert mit einem rundlaufenden Pendel – wie in einer mechanisch-selbstaufladenden Uhr.

2009 soll ein erster Prototyp gebaut und bis 2010 auf offener See getestet werden. Das kommerzielle Niveau sollen die SEAREV-Anlagen dann 2011 oder 2012 erreichen. Bisher konnte ich noch keine Bestätigung dafür finden, daß diese Schritte tatsächlich unternommen worden sind.

Über den SEAREV erscheinen anschließend zwar mehrere Berichte und Studien, über weitere praktische Schritte wird jedoch nichts bekannt. Die SEM-REV Testplattform ist dagegen seit 2009 sehr aktiv und untersucht bis Mitte 2013 fast 150 verschiedene Wellenenergie-Prototypen, und in späteren Jahren auch schwimmende Offshore-Windkraftanlagen, wie 2016 z.B. den französischen Floatgen-Demonstrator.


Über den Bau einer Wellenwerk-Demonstrationsanlage im Jahr 2013 durch die französische Marinewerft DCNS, den finnischen Energiekonzern Fortum und das ebenfalls finnische Unternehmen AW-Energy habe ich bereits in der Länderübersicht Finnland gesprochen (s.d.: WaveRoller).


Im Dezember 2018 wird eine Hybrid-Energieplattform namens WAVEGEM eingeweiht und in Betrieb genommen, die Teil des F&E-Projekts IHES (Integrated Harvesting Energy System) ist.

IHES war 2015 von der Firma Geps Techno, einem 2011 von Jean-Luc Longeroche und Philippe Magaldi gegründeten Unternehmen aus der Region Pays de la Loire, initiiert worden, das eine eigene Technologie zur Gewinnung von Wellenenergie aus schwimmenden Strukturen entwickelt hatte, die auf einem konstanten Seewasserstrom durch eine Turbine basiert.

Der neue Schritt basiert auf dem Vorgänge-Konzept MLINER (o. Mliner), einer Hybridplattform, die neben der Wellenenergie noch die Gezeiten-, Wind- und Solarenergie auf einem Schwimmer kombiniert. Diese wurde nach einer einfachen Schlußfolgerung entwickelt: Die am besten geeignete Struktur für die Nutzung auf See ist ein Schiff.

Daneben validiert die Firma im Zuge des 3-Jahres-Programms PMH drei verschiedene Prototypen einer Wellenenergie-Boje im Maßstab 1:4 im Tank und unter realen Bedingungen, um die Ergebnisse anschließend mit einem numerischen Modell zu korrelieren.

MLINER-Design Grafik

MLINER-Design
(Grafik)

Die Boje ist zur Hälfte mit Wasser gefüllt, das in einem geschlossenen Kreislauf durch eine Vielzahl von Kammern zirkuliert. Die Wellenbewegung läßt die Flüssigkeit von einem Raum zum anderen fließen und erzeugt eine kinetische Energie in der zentralen Struktur, wo eine Wasserturbine installiert ist, welche diese kinetische Energie aufnimmt und sie in Strom umwandelt. Auch die Energiespeicherung ist in die Boje integriert und versorgt so permanent die bordeigenen Überwachungsgeräte.

Der erste 5 kW Hybrid-Prototyp, der auf See getestet wird, um die Machbarkeit der Kombination von Quellen und die Reduzierung der Stromerzeugungspausen gegenüber einer Single-Source-Lösung nachzuweisen, ist der PH4S. Die 13 Tonnen schwere, 9,5 m hohe, 6 m lange und 3,5 m breite Boje wird mit einem Budget von 1 Mio. € entwickelt und hergestellt, die Seeversuchs-Testzeit von zwei Jahren endet im Juli 2017. Im Anschluß daran wird die Technologie in einer 25 kW Boje namens OCTOPUSEA umgesetzt, die Wellenkraft und Solarenergie kombiniert.

Das neue IHES-Projekt, das durch das FORESEA-Programm der EU und Bpifrance PIAVE unterstützt wird, besteht aus zwei Komponenten: Neben der WAVEGEM-Plattform (Anfangs: WAVEPEARL) umfaßt es die Entwicklung eines wartungsfreien Schiffsstabilisierungssystems mit Energierückgewinnung namens GSIRE, das nach dem gleichen Turbinenprinzip wie die Plattform funktioniert. Das Wank-Stabilisierungssystem mit integrierten Turbinen/Generatoren kann als zusätzliche Stromquelle eine Leistung von bis zu 500 kW liefern, der Prototyp ist seit September 2016 an Bord der Thalassa von Ifremer.

Der WAVEGEM-Prototyp, der nach 18 Monaten an Studien und fünf weiteren für Umsetzungsmaßnahmen gemeinsam mit einem Konsortium von Partnern (IFREMER, Centrale Nantes, Chantiers de l’Atlantique, Blue Solutions, SNEF und ICAM) konstruiert wurde, ist mit sechs Turbinen und 68 m2 Solarmodulen ausgestattet. Die 21 m lange, 14 m breite und 7 m hohe autonome Plattform mit einer installierten Leistung von 150 kW soll nun anderthalb Jahre lang auf dem von Centrale Nantes betriebenen SEM-REV Technologie-Testgelände vor der Küste von Le Croisic getestet werden.


Ghana


Im Februar 2015 berichtet die Presse, daß im nächsten Monat mit den Tests eines 8 MW Kraftwerks an der Mündung des Flußes Ada im Großraum Accra die erste Phase der Installation eines Wellenparks beginnen soll, dessen Produktion bis Ende des Jahres auf bis zu 1.000 MW steigen soll. Ein äußerst anspruchsvoller Schritt, wie jedem klar sein müßte, der sich auch nur ein wenig mit der Wellenenergie auskennt. Die Installationsarbeiten der sechs Wellenenergiewandler der schwedischen Firma Seabased AB sind zu diesem Zeitpunkt zu etwa 85 % abgeschlossen.

Die Seabased AB wird allerdings erst im März 2018 von TC’s Energy, einem ghanaischen Unternehmen zur Erzeugung erneuerbarer Energien, damit beauftragt eine 100 MW Wellenfarm zu liefern, die in der Nähe von Ada installiert werden soll. Seabased soll die Planung, Herstellung und Installation des schlüsselfertigen Wellenenergieparks übernehmen.

Das Projekt von Afrikas erstem Wellenpark ist zu diesem Zeitpunkt einer der größten kommerziellen Verträge in der Wellenenergiebranche. Man darf gespannt sein, ob er auch umgesetzt wird. Mehr zur Firma Seabased findet sich in der Länderübersicht Schweden (s.d.).


Gibraltar


Im Jahr 2014 unterschreibt das britische Überseegebiet an der Südspitze der iberischen Halbinsel, das in Zukunft 15 % seines Energiebedarfs aus der Wellenenergie decken möchte, eine entsprechende Vereinbarung mit der israelischen Firma Eco Wave Power Ltd. (EWP). Über die Bojentechnik der EWP berichte ich ausführlich in der Länderübersicht Israel (s.d.).

Der Bau des Wellenkraftwerks beginnt 2015, wobei es sich laut EWP um das erste Eco Wave Kraftwerk in Europa handelt, das an das Stromnetz angeschlossen ist. Es kann jedoch lediglich 100 kW bereitstellen, was noch sehr weit von den vereinbarten 5 MW entfernt ist. Ende des Jahres wird berichtet, daß die Leistung Dank einer Förderung von der EU nun bis 2020 in Phasen hochgefahren werden soll.


EWP-Anlage

Die offizielle Eröffnung der Anlage, die an dem Pier eines Munitionslagers aus dem 2. Weltkrieg angebracht ist, erfolgt im Mai 2016 durch Gibraltars Premierminister Fabian Picardo persönlich, und der erste Strom fließt Anfang Juni in das Stromnetz des Stadtstaates.

Die Gesamtinvestition für das Projekt beläuft sich auf 224.497 €, wobei der Europäische Fonds für regionale Entwicklung der EU über das operationelle ‚Programm Gibraltar‘ im Programmplanungszeitraum 20142020 einen Anteil von 67.349 € zur Verfügung stellt. Wenn man sich zum Vergleich die Kosten der anderen, seriösen Wellenkraftanlagen ansieht, sollte schnell klar sein, daß hier etwas ganz gewaltig ‚stinkt‘...

Zwar wird im Februar 2018 gemeldet, daß die Wellenfarm bislang „15.000 netzgebundene Stunden gesammelt“ habe – was immer das bedeuten mag –, doch über irgendwelche weiteren Umsetzungsschritte, um die zugesagten 5 MW zu erreichen, ist bislang nichts zu finden.


Griechenland


Aus diesem Land ist mir bislang nur ein Wellenenergie-System bekannt, das auf die Firma Kimatiki Energia S.A. in Athen zurückgeht. Wann und von wem das System entwickelt worden ist, ließ sich bislang nicht herausfinden. Zumindest beteiligt ist der Oberstaatsanwalt Stefanos Horianopoulos, der von 20042005 seitens des Unternehmens auch als Berater aufgeführt wird – und uns mit seiner Firma KinergyPower bereits im Kapitelteil Straßengeneratoren (MEH) begegnet ist (s.d.).

Nachweisen läßt sich zudem ein technischer Bericht der School of Naval Architecture and Marine Engineering vom September 2004 an die Kimatiki, in welchem S. A. Mavrakos und G. Katsaounis die hydrodynamische Analyse und Effizienzbewertung eines fest verankerten Wellenenergiewandlers vorlegen (Hydrodynamic Analysis and Efficiency Evaluation of a tightly moored wave energy converter).

 

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