Wasserkraft in Schottland: Kraftwerke in tosender See
Vor den schottischen Orkney-Inseln werden inzwischen drei Arten von Wellenkraftwerken getestet – die jüngste ist der Penguin einer finnischen Firma.
Das Oyster-Wellenkraftwerk vor der Küste Orkneys Bild: imago/photoshot/construction photography
STROMNESS taz | Sanft schaukelt das gelbe Boot im Atlantik, festgetaut vor den Orkney-Inseln auf 59 Grad Nord – eine oft stürmische Region. „Es ist ein schlecht konstruiertes Boot“, hatte David Ingram, Ingenieur an der Universität Edinburgh, zuvor erklärt. Aber in seinen Worten hatte Hochachtung gelegen: „Es ist eine hochinteressante Konstruktion.“ Denn das schwimmende Etwas, 30 Meter lang, 15 Meter breit, ist weniger ein Boot als vielmehr ein Kraftwerk. Es ist ein Wellenkraftwerk neuer Ausprägung, das derzeit auf dem Testfeld des European Marine Energy Centre (Emec) in Schottland untersucht wird.
Deswegen auch diese Form, die für ein Boot untragbar wäre: unsymmetrisch, ein wenig klobig, keinesfalls schnittig. Aber diese Konstruktion soll eben bei Seegang in eine kreisende Bewegung geraten.
Zwei Meter ragt es aus dem Wasser heraus, sieben Meter geht es in die Tiefe. Seine etwas hervorstehende Nase am Bug stand Pate bei der Namensgebung: „Penguin“.
Die Wellen sind an diesem Frühsommertag nur etwa einen Meter hoch, und doch ist das Prinzip gut erkennbar. Bug und Heck gehen in der Frequenz der Wellen auf und ab, zugleich neigt sich das Boot regelmäßig nach rechts und nach links – womit sich eine harmonische Kreisbewegung einstellt. Und damit das Kraftwerk nicht abdriftet, ist es mit Seilen an sechs Punkten am Meeresgrund verankert.
Kein Getriebe, keine Tränen
Was im Inneren des 1.600-Tonnen-Kolosses geschieht, bleibt von außen unsichtbar. Antti Paakkinen, Chefentwickler der finnischen Firma Wello Oy, erklärt es in seinem Büro in einem alten Schulhaus der Hafenstadt Stromness: Ein exzentrisches Schwungrad im Inneren, 100 Tonnen schwer, nimmt die Drehbewegung des Schwimmkörpers auf. Die Schwungmasse sitzt direkt auf der Generatorachse und treibt sie somit an.
„No gears no tears“ steht auf einem Plakat in Paakkinens Büro, kein Getriebe, keine Tränen.
Weil aber die Wellenfrequenz schwankt und so auch die Drehzahl des Generators sich verändert, wird der Strom per Umrichtertechnik auf die geforderte Netzfrequenz gebracht. So ersetzt Elektronik das Getriebe.
Auf 500 Kilowatt ist das Kraftwerk ausgelegt, erreicht wurden in der Praxis bisher 180. Aber man sei ja noch ziemlich am Anfang, sagt Paakkinen. Manche Frage ist daher noch unbeantwortet – auch jene, was die Kilowattstunde Strom des Penguin eines Tages kosten wird.
Nur so viel lässt sich sagen: 3,5 Millionen Euro hat das skandinavische Startup-Unternehmen in den letzten drei Jahren in das Projekt investiert. Erst wurde ein Modell im Maßstab 1:18 getestet, dann eines in 1:8. Inzwischen, sagt der Finne, sei zumindest eines klar: Die Technik überstehe selbst größten Seegang.
19 Meter hohe Wellen
Und das ist für Konstrukteure von Wellenkraftmaschinen immer schon ein großer Erfolg; schließlich war schon so manches Modell in der Geschichte der jungen Offshoretechnik nach dem ersten großen Sturm schrottreif. Denn bei heftigem Sturm, so wissen die Wissenschaftler, steckt im Wasser 1.000-mal so viel Energie wie an einem Durchschnittstag. Die Technik muss mit beiden Situationen umgehen können.
19 Meter hoch waren die Wellen im vergangenen Jahr auf dem Testfeld vor der westlichen Steilküste des nordschottischen Archipels. Der Penguin ist hier bereits die dritte Wellenkraftmaschine, die der mitunter tosenden See widersteht.
Die erste und bekannteste ist die stählerne Seeschlange Pelamis. 180 Meter lang schwimmt sie auf dem Wasser und biegt sich unter dem Einfluss der Wellen. An den Kuppelstellen der einzelnen Segmente nimmt eine Hydraulik die Energie auf und treibt damit Generatoren an. Die Nennleistung beträgt 750 Kilowatt.
Konkurrenz zum Wind
Die zweite Technik ist die Oyster der Firma Aquamarine Power. Das System basiert auf einer stählernen Klappe, die mit einem Gelenk am Meeresgrund befestigt ist und schräg im Wasser steht. Sie ragt während des Betriebs nur knapp aus der See heraus und bewegt sich im Takt der Wellen. Per Hydraulik wird die Bewegungsenergie an Land übertragen, wo Öl mit bis zu 130 bar auf zwei Peltonturbinen trifft. Zusammen leisten sie 1,3 Megawatt. Ein Schwungrad unterdessen speichert Energie für einige Sekunden, zur Glättung der Wellenfrequenz.
Es sind drei Verfahren, wie man sie sich unterschiedlicher kaum vorstellen kann. Und weitere sind absehbar: „Es gibt inzwischen mehr als 400 Patente“, sagt David Ingram, Wellenexperte in Edinburgh. Welche Bauart sich am Ende durchsetzen wird, weiß derzeit noch niemand. Denn die Antwort hängt an vielen Faktoren: Welche Technik macht den billigsten Strom? Welche erzielt die höchsten Erträge? Welche ist am zuverlässigsten? Wer hat das sinnvollste Wartungskonzept? Und vor allem die Schlüsselfrage beschäftigt jeden Entwickler: Wird man die Offshore-Windkraft eines Tages preislich unterbieten?
Dass es noch viel Entwicklungspotenzial gibt, weiß wohl niemand besser als Stephen Salter, emeritierter Professor in Edinburgh, Jahrgang 1938. Schon 1973 begann er als weltweiter Pionier mit der Wellenkraft, ehe diese in den Achtzigern politisch gestoppt und in den Neunzigern auch durch sein Engagement wiederbelebt wurde. „Wir könnten schon viel weiter sein“, sagt der Mann, den seine Kollegen den „Godfather der Wellenkraft“ nennen, „wir hätten nur kontinuierlich daran arbeiten müssen“. Seine Einschätzung: „Die Wellenkraft ist heute dort, wo die Windkraft in den 1970ern stand.“
Leser*innenkommentare
Demokrat
Interessante Sache. An den Autor: Manchmal sagt ein Bild mehr als tausend Worte. Ich würde es gut finden, wenn mal ein Schema bzw. Schaubild gezeigt werden kann. Das fördert das Verständnis und macht die Sache nicht so trocken (Wer weiß denn schon was Peltonturbinen sind?)
Sapasapa