Nachhaltige und preiswerte Wellen-, Strömungs- und Flusskraftwerke

In allen deutschen Hochrechnungen zur Bewältigung der Energiewende wird die Energie der Meereswellen - obwohl enorm - nicht berücksichtigt.

Der stiefväterliche Umgang mit der Wellenenergie im Rahmen der Energiewende hatte zwar bisher seine Berechtigung, denn die Wellenkraftwerke, welche bereits als Prototypen im Einsatz sind, boten bislang keine Garantie auf eine effiziente sowie kosteneffektive Energieernte. Erschwerend hinzu kommt der mitunter hohe Einsatz von seltenen Erden in den Anlagen. Insbesondere im Zusammenhang mit der dadurch verbundenen Rohstoffabhängigkeit – vor allem von China – haben es die Anlagen weiterhin schwer, als zukunftsfähig angesehen zu werden. Kein Investor wagt deshalb das Abenteuer, Wellenkraftwerke zu finanzieren. Auch die Pleiten der Betreibergesellschaften Pelamis und Oyster vor einigen Jahren – beide haben Wellenkraftwerke betrieben - schrecken ab. 

Welche verfehlte Technik hat nun aber beide Betreiber dieses Kraftwerktyps in die Insolvenz getrieben und mit ihnen gleichzeitig die Vision einer Energiewende angetrieben durch die Wellen des Meers begraben:

Das Auf und Ab der Wellen wurde mittels ölhydraulischer Zylinder abgefangen und zu Ölmotoren gepumpt, die die Stromgeneratoren antrieben.

Grund für die Verwendung dieser Technik ist die über 20 Jahre zurückliegende Projektierung sowohl von Pelamis als auch von Oyster. Zu dieser Zeit gab es schlicht noch keine Alternativen zur verwendeten Ölhydraulik. Dank neuer Erkenntnisse und neuer Fertigungsverfahren ist es nun möglich, nicht nur bei Wellenkraftwerken, sondern auch bei Strömungs- und Flusskraftwerken sowie teilweise beim allgemeinen Maschinenbau die Ölhydraulik durch Wasserhydraulik zu ersetzen. Diese Technik bringt enorme Vorteile mit sich, insbesondere für die Wasserkraft: Es braucht keinen Vorratsbehälter, keine Kühlung, keine Vorkehrungen zur Verhinderung von Ölverlusten im rauen Meer. Der größte Vorteil ist aber, dass Wasserhydraulik den Einsatz von Peltonturbinen ermöglicht. Diese sind seit weit über 100 Jahren erprobt und kommen auch heute noch zum Einsatz. Die Turbinen sind unempfindlich, wenn das Wasser in Stößen kommt. Außerdem lassen sie sich in der Drehzahl leicht und genau regeln und liefern so sauberen Sinusstrom mit exakter Frequenz. Ölhydraulische Motoren sind im Gegensatz zu den dynamischen Turbinen statische Kolbenmotoren. Weswegen die Regelung in diesen Fällen sehr kompliziert ist. Das hat Auswirkungen auf die Störanfälligkeit der Kraftwerke sowie auf den Preis der produzierten Energie. Auch an eine Einleitung in das allgemeine Stromnetz ist ohne Frequenzregelung nicht zu denken. Im Internet gibt es noch Funktionszeichnungen und Animationen von Pelamis, anhand derer man die Kompliziertheit einer ölhydraulischen Lösung nachvollziehen kann. Jeder Schwimmkörper hatte seinen eigenen Ölmotor – einfach weil man das Öl wegen seiner Dickflüssigkeit nicht zu einem weit entfernten zentralen Motor pumpen konnte. Mit Wasserhydraulik hingegen wird ein einziger zentraler Stromgenerator mit hoher finanzieller Einsparung möglich. Ein weiteres Problem der Ölhydraulik: Just bei Wellenkraftwerken ist die Luft feucht und das Auf und Ab des Öls in den Vorratsbehältern saugt Feuchtigkeit an. Öl ist aber gegen Feuchtigkeit empfindlich und es bilden sich Säuren, die selbst Buntmetalle angreifen.

Der finanzielle Aderlass, verursacht durch die Probleme der Ölhydraulik, dürfte schlussendlich zu viel für die oben genannten Betreibergesellschaften gewesen sein.

Heute stellt sich die Frage, ob die genannten Vorteile der Wasserhydraulik nur theoretisch bestehen oder ob die Technologie als Kraftübertragung bereits erprobt und eingesetzt wird. Das wird sie. Der Maschinenbaubetrieb Starfort (www.starfort.it) mit Sitz im deutschsprachigen Südtirol in Italien bietet Zylinder und Ventile der Wasserhydraulik an und nutz diese bereits im eigenen Maschinenbauprogramm. Im Angebot stehen bei Starfort, Holzspaltmaschinen, Schmiedepressen und Hebebühnen. Alles keine Exoten, sondern Alltagsmaschinen, die durch handelsübliche Hochdruckreiniger angetrieben werden. Die Wasserhydraulik ermöglicht eine einfachere Bauart mit geringerer Anzahl an Komponenten. Das hat zur Folge, dass alle drei Maschinen preiswerter als ihre ölhydraulischen Pedanten sind, sie mehr leisten, ein geringeres Gewicht haben sowie wartungsfrei sind.

Was zudem zeitgemäß und für die Energiewende wichtig ist: Auf Grund der Dünnflüssigkeit des Wassers lassen sich circa 20 Prozent der Energie einsparen. Das gilt nicht nur für genannte Maschinen, sondern allgemein dort, wo die Ölhydraulik durch die Wasserhydraulik ersetzt wird.

Zur Energieeinsparung kommt noch ein weiterer Vorteil hinzu. Dank der Dünnflüssigkeit des Wassers fallen auch Komponenten wie Ventile, Schläuche, Pumpen und so weiter merklich kleiner aus. Das hat wiederum einen geringeren Rohstoffverbrauch sowie Energieeinsparungen schon bei der Fertigung solcher Systeme zur Folge.

Man muss weiterhin berücksichtigen: Laut einem Bericht der Fachzeitschrift Fluid kommen allein in Deutschland jährlich 150.000 Tonnen Hydrauliköl in Umlauf. Ein Teil davon geht durch Havarie und kriminelle Entsorgung verloren und belastet so Böden und Gewässer.

Es ist nun höchste Zeit, dass die Wasserhydraulik sei es in Fachschulen, Universitäten oder Hochschulen in die Lehre integriert wird. Dass das bis jetzt nicht der Fall ist, liegt auch an der Vermarktungspolitik der Konzerne für ölhydraulische Komponenten. Damit Lehrkräfte und Studenten sich nicht für die Wasserhydraulik interessieren, werden die Labore von genannten Konzernen kostenlos mit teuren Maschinen und Anlagen der Ölhydraulik ausgerüstet.

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Als Maschinenbaubetrieb in den Alpen fehlen Starfort die Möglichkeiten, um zusätzlich zum eigenen Fertigungsprogramm noch Wellenkraftwerke und Ähnliches im Alleingang zu entwickeln. So bleibt eine Frage offen: Welche Stromanbieter oder Maschinenbaubetriebe könnten Interesse haben, gemeinsam mit Starfort eine neue Generation von Wellen-, Strömungs- und Flusskraftwerke zu entwickeln sowie unter Realbedingungen zu installieren?

Weitere Informationen zur Wasserhydraulik, zu den Wellen-, Strömungs- und Flusskraftwerken sowie zum Fertigungsprogramm finden Sie auf der Webseite von Starfort.

Kontakt

Paul Stubenruss

Starfort

Tel.: 0393 7723 685 31

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