Die Kraft des Wassers: Erneuerbare Energie aus dem Meer

by STS Sensors on Juli 4, 2016
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Die Kraft des Wasser - Druckmesstechnik in einem Wellenkraftwerk

Die Idee, die Kraft des Meeres zur Energiegewinnung zu nutzen, ist nicht neu. Die Herausforderung ist dabei, effiziente Energieumwandlungssysteme zu entwickeln, die die Kosten gering halten und die Umwelt kaum beeinträchtigen. In Italien ist mit REWEC3 in dieser Hinsicht ein vielversprechendes Projekt entstanden.

Der Resonant Wave Energy Converter (REWEC3) ist eine fortgeschrittene Technologie, die aus der Energie der Meereswellen elektrischen Strom produziert. Im Hafen von Civitavecchia wurde die erste Anlage dieses Typs erfolgreich verbaut. Das Funktionsprinzip folgt den Oscillating Water Columns (OWC) Anlagen.

OWCs haben grosses Potential als erneuerbare Energiequelle mit geringer Umweltbelastung. Wenn der Wasserspiegel um und innerhalb eines OWC steigt, wird durch das Wasser Luft in einem Sammelraum verdrängt und vorbei an einem Power-Take-Off (PTO) System hin und her geschoben. Das PTO-System wandelt die Luftströmung in Energie um. Bei den Modellen, die den Luftstrom zu Strom umwandeln, besteht das PTO-System aus einer bidirektionalen Turbine. Das bedeutet, dass sich die Turbine unabhängig von der Richtung des Luftstroms immer in die gleiche Richtung dreht, so dass kontinuierlich Energie erzeugt wird.

Die REWEC3-Anlage in Civitavecchia ging aus einem Forschungsprojekt der Mediterranea University in Reggio Calabria hervor und wird heute von der Firma Wavenergy.it betrieben. Die Anlage ist im Wesentlichen ein verstärkter Senkkasten aus Beton. Der Senkkasten weist auf der den Wellen zugeneigten Seite einen vertikalen Schacht (1) auf, der über eine Öffnung (2) mit dem Meer auf der einen Seite sowie durch eine tiefer gelegene Öffnung (4) mit einem Innenraum (3) auf der anderen Seite verbunden ist. Dieser innere Raum enthält Wasser im unteren Teil (3a) und eine Lufttasche im oberen Bereich (3b). Ein Luftschacht (5) verbindet diese Lufttasche über eine Selbstgleichrichterturbine (6) mit der Umgebungsluft. Die Wellenbewegungen erzeugen Druckveränderungen am Eingang des vertikalen Schachts (2). Das Wasser im Schacht steigt und sinkt dadurch im Inneren des Schachts (1). Dadurch wird die Lufttasche im oberen Bereich des Schachts wechselnd komprimiert oder expandiert. Die Luftströmungen im Luftschacht (5) treiben die Selbstgleichrichterturbine (6) an.

Druckmesstechnik Wellenkraftwerk - REWEC3

Das Prinzip der REWEC3-Anlagen nutzt also die Wellenbewegungen des Meeres zur Stromerzeugung. Die Luft in der Luftammer wird abwechselnd komprimiert (durch Wellenberge) und dekomprimiert (durch Wellentäler), so dass ein alternierender Luftstrom in einem Kanal erzeugt wird, der eine Selbstgleichrichterturbine antreibt. Durch einen Koaxial-Generator wird schliesslich elektrische Energie erzeugt.

Die Vorteile der REWEC3-Anlage bei der Energiegewinnung sprechen für sich:

  • Sie greift visuell nicht ins Landschaftsbild ein, da sie von aussen kaum zu erkennen ist.
  • Sie dämpft die Wirkung von Wellen und mildert die Auswirkungen von Stürmen an der Küste.
  • Die Meeresfauna wird durch überirdische Lage der Turbinen nicht gefährdet.
  • Eine einen Kilometer lange Anlage kann jährlich 8.000 MWh produzieren.

Bei einer Anlage wie REWEC3 braucht es natürlich eine verlässliche sowie schnelle Überwachung der Druckunterschiede, die durch die auftreffenden Wellen entstehen. Nach ausgiebigen Tests entschieden sich die Forscher der Mediterranea University 2008 für die Präzisions-Pegelsonde ATM.1ST/N von STS. Ausschlaggebend für die Entscheidung zugunsten des ATM.1ST/N Druck Transmitters waren die sehr kurzen Ansprechzeiten von < 1ms / 10 ... 90% FS und die sehr gute Langzeitstabilität über einen weiten Temperaturbereich. Auch die Tatsache, dass sich Messinstrumente aus dem Hause STS dank des modularen Aufbaus unkompliziert an verschiedene Anforderungen anpassen lassen, sprach für sich. So konnten die verwendeten ATM.1ST/N Pegelsonden unkompliziert für die Verwendung mit National Instruments Datenloggern konfiguriert werden.

Bildquelle (grafische Darstellung REWEC3): Wavenergy.it

Topics: Drucksensor, Pegelstand, Piezoresistiver Drucksensor, Drucktransmitter, Pegelsensor, Druckmesstechnik, Wasserkraft, Pegelsonde, Hydrostatische Pegelmessung, Drucksonde

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