Gigantisches Energiepotenzial

Startschuss für die erste Meeresströmungsturbine der Welt

Vor der britischen Atlantikküste erzeugt eine Turbine, die einer Windkraftanlage gleicht, unter der Meeresoberfläche Strom. Die Gezeitenströmung treibt die Rotorblätter an. Es ist die erste Anlage dieser Art auf der Welt. Heute wurde das "Seaflow-Projekt" in Anwesenheit des britischen Staatsministers für Energie und Konstruktion, Rt. Hon Brian Wilson, offiziell in Betrieb genommen.

Stromtarife© Andre Bonn / Fotolia.com

Mit wesentlichen Arbeiten, wie Simulationsrechnungen zur Projektierung der Anlage, trug das Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) zur Konzeptionierung dieser Innovation bei. Auch die Regelungstechnik, die Generatorensteuerung, die Messtechnik und die Leistungselektronik stammen aus dem international tätigen Institut in Kassel, das sich weltweit als Spezialist für dezentrale Energieversorgungssysteme qualifiziert hat.

Potenzial nicht abzuschätzen

"Das Kapitel der Wasserkraftnutzung", sagt Diplom-Physiker Jochen Bard, Leiter Energiewandlungsverfahren am ISET, "reicht in der Technikgeschichte weit zurück." Die Idee aber, frei umströmte Rotoren in einen Fluss oder ins Meer zu stellen, sei relativ jung und hätte ohne die Fortschritte in der Nutzung der Windenergie so nicht verwirklicht werden können. Mitte der neunziger Jahre sei ein erster kleinerer Prototyp einer solchen Anlage an der schottischen Küste getestet worden. Das gesamte Potenzial der Meeresströmungen ist nach Bards Schilderung derzeit noch nicht sicher abzuschätzen, weil es noch an Daten fehlt, die ein zuverlässiges Bild der Strömungsverhältnisse ergeben. Aus der Schiff-Fahrt ist die Strömung an der Oberfläche, nicht aber in 20 bis 30 Meter Tiefe bekannt. Allerdings lassen sich nach britischen Analysen allein aufgrund der wenigen gesicherten Daten bis zu 48 Terawattstunden Strom im Jahr aus der Meeresströmung gewinnen. Ein Land wie Großbritannien, schätzt Bard, könnte seinen Strombedarf zu 20 Prozent aus dem Meer decken.

Wasser strömt kontinuierlich

Zwei Kilometer vor der britischen Küste in North-Devon, in einer Meerenge südlich von Wales und 100 Kilometer westlich von Bristol, erreicht die Tidenströmung in etwa 20 bis 30 Meter Wassertiefe eine Geschwindigkeit von zwei bis drei Meter je Sekunde. Während der Wind nicht immer weht und die Sonne nicht immer scheint, strömt das Meer kontinuierlich und berechenbar getrieben von Sonne und Mond. "Solang sich die Erde dreht und der Mond sie umkreist, ist diese Energie sicher", erläutert Bard.

Kleiner Rotor, viel Leistung

Im Gegensatz zum Arbeitsmedium Luft ist das Meeresmedium Wasser dichter. Ein vergleichbarer Rotor erzeugt unter Wasser mehr Energie als über Wasser. Oder umgekehrt: Um ein Megawatt elektrische Leistung erzeugen zu können, muss der Rotor einer Windkraftanlage 55 Meter im Durchmesser groß sein, jener der Seaflow-Anlage muss aber nur 20 Meter messen.

Blätter lassen sich verstellen

Der Turm der Seaflow-Anlage ist knapp 50 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 2,5 Meter. Das Rohr ist etwa 15 Meter tief im Meeresboden einbetoniert. Je nach Tidenhub und Seegang ragt die schwarz-rot lackierte Spitze der Anlage fünf bis zehn Meter aus der Wasseroberfläche hervor. Der zweiflüglige Rotor misst elf Meter im Durchmesser und dreht sich 15 Mal in der Minute. Seine Blätter sind um 180 Grad zu verstellen, um die Strömung sowohl bei Ebbe als auch bei Flut optimal ausnutzen zu können.

Fünf bis zehn Cent pro Kilowattstunde

Nach vier Jahren Vorbereitungszeit wird die Pilotanlage nach Bards Schätzung etwa ein Jahr laufen. Die Wissenschaftler werden untersuchen, ob ihre Annahmen zutreffen, wie sich die Leistung der Anlage in Abhängigkeit der Meeresströmung verhält, welche Belastungen dabei auftreten und wie sich etwa Wind und Seegang auf die Anlage auswirken. Wenn sich die Pilot-Anlage bewährt und solche Unterwasser-Windräder in größerer Zahl errichtet werden, dürfte die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom mit Hilfe der Seaflow-Technik etwa 0,05 bis 0,10 Euro kosten.