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Die bewegten Wassermassen der Meere bieten vielseitige Möglichkeiten zur Nutzung erneuerbarer Energien. Wellenkraftwerke rücken dabei seit Jahren verstärkt in den Fokus von Wirtschaft und Forschung. Dabei nutzen kleinere Kraftwerke die Bewegung der Wellen, um sie in Strom umzuwandeln. Sie unterscheiden sich dabei von Gezeitenkraftwerken, die den sogenannten Tidenhub, die Pegeldifferenz zwischen Niedrig- und Hochwasser, zur Energiegewinnung nutzen.
Durchschnittlich setzen Wellen, die an einer Steilküste auftreffen, zwischen 20 und 30 Kilowatt Leistung frei. An günstigen Stellen auf offener See betragen die Werte das Fünffache. Mittels Messbojen sammelten Forscherteams an vielen Stellen der Meere und Ozeane seit Jahrzehnten Daten über die Höhe, Geschwindigkeit und Masse der Wellen. Aufgrund der Ergebnisse, können geeignete Standorte gut abgeschätzt werden. Noch kostet Wellenstrom zwischen 5 und 10 Cent pro Kilowattstunde und ist oft doppelt so teuer wie Windstrom.
Mittlerweile sind europaweit einige Wellenkraftwerke in Betrieb, die mit unterschiedlicher Technik auskommen. Im Galicischen Mutriku, im dänischen Hanstholm oder im schottischen Edinburgh tragen Wellenkraftwerke mit einer Leistung von bis zu 600 kW einen wichtigen Beitrag zur lokalen Stromversorgung bei. Einige Anlagen nutzen pneumatische Kammern, wo durch eindringendes Wasser verdrängte Luft einen Windgenerator betreibt. Andere präsentieren sich als Schwimmkörper, als meterlange Seeschlangen, die an Uferstellen oder seichten Gründen befestigt sind. Ihre Bewegungen werden meist über hydraulische Systeme umgesetzt, die den Generator antreiben (Relativbewegungen). Weitere Systeme werden als Rampen oder Rollen installiert, die von auflaufenden Wellen angetrieben werden.
In Ufernähe gibt es Werke, deren Platten, Tore oder Flossen durch anbrandende Wellen aktiviert werden. Das Wasser fliesst in dahinterliegende Behälter und bewegt beim Zurückfliessen die Pforte in die entsprechende Richtung, wobei über Hydraulik elektrische Energie umgesetzt wird. Auch wird das Prinzip der Windenergie unter Wasser eingesetzt. Meeresströmungskraftwerke haben in britischen Gewässern grosses Potenzial und bereits wurden grosse Anlagen realisiert. An der Meeresoberfläche befindet sich eine kleine Plattform, auf der sich Wartungsarbeiter aufhalten können, und ein Computer, der Daten über den Rotor sammelt. Mit 15 Umdrehungen pro Minute treibt ein zweiflügliger Rotor mit Hilfe der Meeresströmung den Generator an.
Viele Versuchsanlagen verursachen aber noch technische Probleme. Auch sind sie zuweilen starken Winterstürmen ausgesetzt. Über die ökologischen Auswirkungen auf Meereslebewesen ist bislang noch wenig bekannt. Doch Wellenenergie scheint nicht nur für Kraftwerkbetreiber interessant zu sein. Unlängst entwickelte die skandinavische Reederei Wallenius-Wilhelmsen ihren Schiffsprototyp, die Orcelle, an deren Rumpf waagrecht angeordnete Platten befestigt sind, die vom Wellengang jeweils um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Achse bewegt werden. Dadurch könnten Frachtschiffe neben der Sonnen- und Windenergie auch den Wellengang nutzen.