Die Welle
Die Meereswelle ist eine, durch anhaltenden Wind
verursachte, rhythmische Schwingung des Meerwassers. Die einzelnen
Moleküle in einer Wasserwelle, bewegen sich im Kreis, aber die Energie
bewegt sich in eine Richtung. Durch periodische Änderung der Wasserspiegelform
entsteht die Transversale Welle, die quer zur Laufrichtung fließt.
Dabei pflanzen sich nicht die Wassermassen, sondern die Bewegungsvorgänge
fort, im Gegensatz zur Meeresströmung. Die Wellenhöhe ist die senkrechte
Distanzzwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt der kreisförmigen
Schwingung, d.h. zwischen "Wellenberg" und "Wellental".
 Die
durchschnittliche Wellengeschwindigkeit beträgt 10 - 15 m/sec., es
ist selten über 30 m/sec.. Die Wellenenergie eröffnet interessante
Nutzungsmöglichkeiten. Das Problem liegt aber in der technischen Verwertung.
In Frankreich, Großbritannien, Japan, den USA und der Bundesrepublik
Deutschland gibt es Foschungsgruppen, die an der Entwicklung ganz
unterschiedlicher technischer Systeme von Wellenkraftwerken arbeiten.
Der Brandungswellenbrecher
Der Brandungswellenbrecher besteht
aus mehreren übereinander angeordneten Kammern. Durch die an der Schrägseite
des Wellenbrechers auflaufenden Wellen strömt das Wasser beim Zurücklaufen
der Welle durch Aufwerfen der Kammerverschlußklappen in die Kammern.
Die Fallhöhe zwischen den Kammern und dem Meeresspiegel wird
zur Stromerzeugung mit Hilfe von Wasserturbinen ausgenutzt.
Eine solche Anlage liegt in der Bucht
von Tokio. Sie ist 80 m lang, 12 m breit und 15 m hoch, sie wiegt
750 Tonnen und hat eine Leistung von 1 Megawatt. Wellen bis zu 4 m
können genutzt werden.
Die Knickflöße
Seit 1978 experimentiert man mit sogenannten
Wellenklappen, die man zu schwimmenden Flößen mit Drehgelenken zusammenfügt Dadurch
wird die Wellenbewegung in eine Knickbewegung und schließlich in Kompressionsarbeit in
den Zylindern mit Kolben umgesetzt. Eine 125-Kilowatt-Station wurde von der Insel
Honsuh,
in Japan, in Betrieb genommen. (--> Kompression = Zusammendrücken, Verdichtung )
Die Wellenente
Beim Schaufelradkraftwerk wird die kinetische Energie,
auch Bewegungsenergie genannt, der Welle genutzt, indem die ungleichmäßigen
Wellenbewegungen über die Bewegung der Schaufeln auf eine Spezialpumpe übertragen
werden. Dadurch wird eine Turbine angetrieben. Bei den Wellenenten wird das nockenförmige
drehbare Außenteil (a) von den anlaufenden Wellen nach links gedrückt werden. In
folgedessen wird im Hochdruckraum (b) ein Arbeitsmedium komprimiert. Der Innenteil (c) ist
starr an der "Flosse" (d) befestigt, die über die Tragstruktur mit der
Nachbarflosse verbunden ist.
Die Anlage soll Umwandlungswirkungsgrade von ca. 70 %
erreichen. Die Leistungen können in der Größenordnung von Kilowatt bis Megawatt liegen.
Der Wellenenergiewandler
Am "Institut of Oceanography" in Kalifornien
wurde ein Wellenenergiewandler entwickelt, der im Wasser steht. Beim Eintauchen des
Schwimmkörpers schiebt sich Wasser durch eine lange Röhre in ein Reservoir. Das
Wiederausströmen des Wassers läßt sich durch das automatische Schließen des
Klappenventils verhindern. Ist das Reservoir gefüllt, strömt Wasser über eine Reihe von
Turbinen zurück ins Meer.
Die Nutzung von Meereswellen ist geographisch begrenzt
und technisch noch nicht ausreichend entwickelt. Es gibt einige Vorteile. Ein Vorteil zum
Beispiel ist, daß Wellenkraftwerke nur geringfügige Umweltauswirkungen nach sich ziehen.
Jedoch bei großtechnischen Energieentnahmen aus einer Welle vor der Küste, muß man eine
mögliche Abschwächung der Küstenbrandung bedenken. Auch die Austauschvorgänge, wie
Sauerstoff - und Planktontransport zwischen Oberfläche und tieferen Wasserschichten
könnten dadurch das biologische Gleichgewicht lokal beeinflussen.
Auch die Schiffahrt könnten durch die Wellenkraftwerke
eventuell behindert werden. Außerdem sind die bisherigen Systeme in der Erprobungsphase,
in der sie noch sehr geringe Leistungen, häufig unter einem Kilowatt, erbringen. Auch die
Kostenkalkulation für größere Einheiten und Wirtschaftlichkeitsberechnung sind
gegenwärtig sehr schwierig.
Stefanie
Griesmeyer 11a
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Wellenkraftwerke
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