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Gleichstrom-Kabel Wellenkraftwerk: Energie aus der Kraft des Meeres nutzen

| Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die Naturgewalt des Meeres bringt enorme Mengen an Energie. Ist Wellenkraft die Energiequelle der Zukunft? Wenn es nach der Münchener Firma Sinn Power geht, schon bald. Erste Tests mit einem modularen und kostengünstigen Wellenkraftwerk hat das Konzept mit Bravour bestanden, auch dank Verbindungslösungen von Lapp.

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Der große Vorteil: Wellenkraft liefert auch dann noch Energie, wenn andere alternative Erzeuger wetterbedingt Pause machen.
Der große Vorteil: Wellenkraft liefert auch dann noch Energie, wenn andere alternative Erzeuger wetterbedingt Pause machen.
(Bild: Sinn Power)

Wie gut das funktioniert zeigt das bayerische Startup-Unternehmen seit 2018 im Hafen der griechischen Stadt Heraklion. Dort sind aktuell vier Wellenkraftwerk-Module im Einsatz. Jedes Modul trägt unten einen Schwimmkörper, einen Teller mit bis zu drei Metern Durchmesser, der sich mit dem Wellengang hebt und senkt. Eine zehn Meter lange Hubstange führt die Bewegung nach oben, wo sie bis zu zwölf Generatoren antreibt, die aus der Bewegung Strom erzeugen.

In Echtzeit übermittelt die Anlage in Heraklion gegenwärtig Betriebsdaten nach Gauting bei München. In der Spitze liefert jedes Modul 24 KW, im Mittel sind es 2,5 kW, allerdings mit einem kleinen Schwimmteller. Montiert man den größeren Schwimmteller mit drei Meter Durchmesser, wie er für die nächste Generation der Module vorgesehen ist, ist es doppelt so viel. Eine solche Anlage mit einer Minimalkonfiguration von sieben mal drei Modulen soll ca. 550.000 KWh pro Jahr liefern. Damit könnte man rund 100 Haushalte mit Strom versorgen.

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Zuverlässige Verbindungslösungen zur Energieübertragung

Der große Vorteil: Das Wellenkraft ist grundlastfähig, es liefert also auch dann noch Energie, wenn andere alternative Erzeuger wetterbedingt Pause machen. Für die effiziente und zuverlässige Energieübertragung braucht Sinn Power auch die passenden Verbindungslösungen. Hierfür werden sie seit zwei Jahren von Hermann Robl, Vertriebsingenieur bei Lapp beraten. Neben den Verschraubungen stammen die Leitungen zur Leistungsübertragung von den Generatoren in der Anlage von Lapp, ebenso die Leitungen zur Datenübertragung, Steuerleitungen wie die Ölflex Robust 200 sowie die Verdrahtung auf den Leiterplatten. „Wir sind sehr zufrieden mit der Unterstützung von Lapp“, sagt Simon Krüner, Elektroingenieur bei Sinn Power. Deswegen wurde die Zusammenarbeit nun ausgeweitet.

DC-Übertragung zwischen den Komponenten

Sinn Power will mit seinem neuen leistungselektronischen System, genannt Modtronix 4.0, dezentrale Minigrids aufbauen, die auch das Wellenkraftwerk in Heraklion weiter optimieren sollen. Simon Krüner: „Unser neuer modularer Ansatz ermöglicht es auch andere erneuerbare Energiequellen einfach in das System zu integrieren. Dabei setzten wir schon seit Beginn an auf eine DC-Übertragung zwischen den Komponenten. Das hat unter anderem Vorteile bei der Übertragung der Energie, Wandlungsverluste entfallen und die leistungselektronischen Komponenten können leichter kombiniert werden.“

DC-Übertragung genau testen

Genau das richtige Thema für Lapp, denn als Pionier bei Gleichstromleitungen verfügt das Stuttgarter Unternehmen bereits über ein umfassendes Portfolio. Da für die Erweiterung und den Umbau in Heraklion mit dem Modtronix eine Netzeinspeisung hinzukommt, brachte Hermann Robl die Ölflex DC 100 für den 800-V-DC-Bus ins Spiel. Die Leitung mit PVC-Isolation eignet sich für die feste Verlegung ohne mechanische Belastung. Sie wird fest in Installationsrohren der Hafenmauer verlegt und soll eine Strecke von etwa 700 m zum Einspeisepunkt überbrücken, wo dann die Netzwechselrichter für die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz installiert werden.

Im Wellenkraftwerk ist bereits heute ein Windrad integriert. Im Herbst wird dann noch die schwimmende Plattform mit PV-Modulen (Floating-PV) bestückt und in das Grid integriert. Simon Krüner: „Wir wollen die DC-Übertragung genau testen und hoffen, Erfahrung für andere Projekte sammeln zu können.“

Verschiedene erneuerbare Energiequellen kombiniert

Aktuell ist das Startup beispielsweise auch an einem großen EU-Projekt mit mehreren Unternehmen und Hochschulen, beteiligt: Musica. Hier sollen auf eine schwimmende Plattform, die von der University of the Aegean gestellt werden, verschiedene erneuerbare Energiequellen kombiniert werden. Sinn Power wird dort seine strukturgebundenen Wellenkraftwerke integrieren. Für dieses Projekt kommt die Steuerleitung Ölflex Robust 200 zum Einsatz.

Visionen für die dezentrale Stromerzeugung

Die Gautinger haben viele Visionen:

  • Für die dezentrale Stromerzeugung, etwa um eine Insel zu versorgen, wäre so ein Grid-Konzept besonders interessant.
  • Aber nicht nur: Es gibt auch Pläne, Wellenkraftwerke in die ungenutzte Fläche zwischen den Windturbinen in großen Meereswindparks zu platzieren.
  • Oder wie in Heraklion fest verankert an Hafenmauern.

Ideale Voraussetzungen für solche Konzepte herrschen rund um den Äquator. Sinn Power hat eine Weltkarte erstellt, in der hohe Wellen eingezeichnet sind. Besonders gut geeignet ist die Karibik: Dort gibt es hohe Wellen übers ganze Jahr, Tag und Nacht. Wenn man bedenkt, dass die Inseln in der Karibik pro Jahr 1,3 Mrd. Euro für Dieselstrom ausgeben, muss es dort einen riesigen Markt für Wellenkraftwerke geben. Zum finanziellen Vorteil kommt natürlich auch weil keine Luftverschmutzung durch Dieselabgase anfallen.

Interesse in den Küstenregionen

Die ersten Anfragen kommen aus Afrika, Asien und Süd-Amerika, wo viele Menschen in der Nähe der Küsten wohnen und die Stromversorgung oft schlecht ist. Derzeit arbeitet Sinn Power gemeinsam mit Interessenten an den notwendigen Genehmigungen, Finanzierung, sowie an den allgemeinen Abläufen, die unter anderem die Logistik, den Aufbau und die Wartung betreffen.

Die enge, gemeinsame Betrachtung von Energieprojekten auf der Meeresoberfläche mit potenziellen Kunden ist für beide Parteien wichtig, denn so lassen sich neue Erkenntnisse direkt in die Entwicklung einfließen und der Kunde gewinnt Vertrauen in diese Lösungen.

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