Die Gewinnung von Wellen- und Gezeitenenergie sind bedeutende Verfahren, wenn es um die Erzeugung erneuerbarer Energien geht. Um eine konstante Versorgung mit Energie zu gewährleisten, müssen diese jedoch sowohl zuverlässig arbeiten, kostengünstig installierbar sein und zudem gewaltigen Stürmen trotzen können. Die unbändige Kraft der Natur stellt sich diesen Zielen oft in den Weg, weshalb bereits einige spannende Innovationen ausgetüftelt wurden, z.B. Unterwasserflugzeuge mit Turbinen oder ein riesiges Gezeitenkraftwerk vor der walisischen Küste.
Ein Team von Ingenieuren der University of Edinburgh ist der Ansicht, dass ein Dielektrischer Elastomer-Generator, kurz DEG, die Lösung sein könnte, um Anlagen auf See „kostengünstig, in großer Anzahl und mit geringem Wartungsaufwand“ zu installieren. Das Konzept des DE-Generators ist nicht neu, die Umsetzung eines Laborprojektes in ein praxistaugliches Gerät stellt die Konstrukteure jedoch – je nach Umweltgegebenheiten – immer wieder vor neue Herausforderungen.
Die Ingenieure der University of Edinburgh haben in Zusammenarbeit mit Forschern aus Italien ihren DE-Generator in einer simulierten Meeresumgebung getestet. In diesem Video ist das Gerät im Einsatz zu sehen:
Das Gerät befindet sich in einem vertikalen Rohr, dessen Oberseite von einer hochflexiblen Membran umschlossen ist. Ein ausgeklügelter Wasserzulauf ermöglicht es, dass durch die Wellenbewegung Wasser in das Rohr gepumpt wird. Die sich im Rohr befindliche Luft gerät so in Bewegung und bläst die Membran an der Oberseite auf. Der dadurch entstehende Druck generiert eine Spannung, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Der Vorteil: Der Antrieb von Turbinen und anderen beweglichen Teilen, die auch bei Near-Shore-Anwendungen eine regelmäßige und teure Wartung erfordern, entfällt hier.
Wird es funktionieren?
Noch befindet sich das Projekt im Laborstadium. Zur Simulation einer Meeresumgebung wurde die sogenannte FloWave-Tankanlage der University of Edinburgh genutzt, die einen Durchmesser von 25 Metern hat. Doch die in der Fachzeitschrift „Proceedings of the Royal Society“ veröffentlichten Ergebnisse sind durchaus vielversprechend: Das Forscherteam ist der Ansicht, dass ein einzelnes, maßstabsgetreu produziertes Gerät 500 Kilowatt Strom erzeugen kann – genug um ungefähr 100 Haushalte zu versorgen. Vorteilhaft beim DE-Generator ist außerdem, dass die festinstallierte Konstruktion ein geringes Risiko für Meereslebewesen oder Lebensräume bedeutet.
Professor David Ingram von der University of Edinburgh’s School of Engineering, der an der Studie beteiligt war, erklärte: „Die Wellenenergie vor der schottischen Küste ist eine wertvolle Ressource. Die Entwicklung von Systemen, die diese nutzen, könnten eine wichtige Rolle bei der Erzeugung sauberer Energie für zukünftige Generationen spielen.“
Das größte Problem, dass sich den Forschern stellt, ist die Suche nach einer langlebigen, hochwertigen und störungsfreien Membran, die den Kräften des Meeres dauerhaft standhalten kann. Doch selbst das widerstandsfähigste Material nutzt sich unter Belastung mit der Zeit ab. Deshalb, so heißt es in der Studie, gehe es vor allem um die Frage, wie man die Membranen kostengünstig austauschen könne oder aber ob alternativ spezielle, langlebige Materialien zum Einsatz kommen sollten. Speziell hier hat der DE-Generator einen Vorteil gegenüber korrosionsempfindlichen Geräten, die aktuell in Großbritannien und weltweit getestet werden. Der Weg vom Labor bis zur Versorgung des Netzes mit Strom ist also lang und steinig, aber prinzipiell machbar. In jedem Fall ist die Konstruktion eine vielversprechende Option wenn es darum geht, fossile Energiequellen durch saubere erneuerbare Energien zu ersetzen.
Die Konstruktion des DE-Generators ähnelt übrigens dem Bombora-Wellengenerator, den wir bei RESET schon vorgestellt haben.
Dieser Artikel ist eine Übersetzung von Thorge Jans. Das Original erschien zuerst auf unserer englischsprachigen Seite.
