Strom aus Wellen: FH Kiel entwickelt Wellenkraftwerk-Modell

Stand: 14.11.2021 06:00 Uhr

Während Windmühlen und Solaranlagen schon lange grünen Strom liefern, sind Potential und Kraft der Wellen auf den Meeren bislang weitgehend ungenutzt. Eine Forschungsgruppe der Fachhochschule Kiel will das ändern.

von Caro Rabe

Wissenschaftler der Fachhochschule Kiel arbeiten an der Energiewende auf dem Wasser. Sie wollen die Kraft der Wellen nutzen, um Strom zu erzeugen. Weltweit tüfteln Forscher bereits an diesem Prinzip, doch die Kieler leisten Pionierarbeit. Ihre Anlage läuft nicht mit Turbinen, sondern setzt die Energie der Wellen direkt in elektrische Energie um.

Das Wellenkraftwerk, das an der Fachhochschule Kiel entwickelt wurde und derzeit erprobt wird, ist eine Art hüpfende Boje. Im Labor des Instituts für Schiffbau und maritime Technik testen Projektleiter Christian Keindorf und sein Mitarbeiter Andreas Glaß die Anlage in einem Wasserbecken. Mit einer technischen Anlage erzeugen sie künstliche Wellen.

Im Becken befindet sich ein Schwimmkörper, darin ist senkrecht eine Stabboje mit einem linearen Generator angebracht. Die schwimmende Anlage gerät durch die Wellen in Bewegung. Dadurch wird der Generator durch ein Magnetfeld bewegt und erzeugt so elektrische Energie, erläutert Keindorf.  

"Das Prinzip ist ähnlich wie bei einem Dynamo", erklärt der Professor weiter, "nur wird in diesem Fall die Energie durch die Auf- und Abbewegung erzeugt." Und sein Projektmitarbeiter Andreas Glaß ergänzt: "Sie müssen sich vorstellen, man zieht sich einen Schwimmreifen über. Wenn man jetzt in die Ostseewellen springt und diesen Schwimmreifen in den Wellen auf und ab bewegt, dann spürt man eine Kraft. Diese Kraft nutzen wir, um Strom zu erzeugen."

Weitere Informationen
Windrad und Solaranlage im Rapsfeld © Fotolia.com Foto: VRD

Rekord: So viel grüner Strom wie noch nie in SH eingespeist

Erneuerbarer Strom aus Schleswig-Holstein boomt laut Umweltminister Jan Philipp Albrecht. mehr

Die Anlage hängt an drei Bojen, derzeit sind es noch gelbe Fender - die Dimensionen werden später in der Realität anders ausfallen. Die Anlage wird circa drei bis fünf Meter hoch sein, ähnlich wie eine Fahrwassertonne. Die Bojen werden vermutlich einen Durchmesser von einem Meter haben, schätzen die Wissenschaftler. Im Unterschied zu Off-Shore-Windmühlen wird die Anlage kaum auf offener See zu sehen sein.

Die Anlage ist aus recycelbarem Material gefertigt, sogar die Magneten sollen für einer mögliche Wiederverwendung aufbereitet werden können. Nicht nur optisch soll das Kraftwerk so wenig wie möglich in das Ökosystem Meer eingreifen, auch die Befestigung am Meeresboden soll schonend erfolgen.

Rammpfähle oder große Fundamente sind nicht nötig. Stattdessen halten Ankerketten oder Stahlseile die schwimmende Anlage. Am Meeresboden sind lediglich Betonklötze erforderlich. Der Footprint sei demnach minimal, erläutern die Wissenschaftler der FH Kiel, es gebe kaum störende Effekte für die Meeresfauna und -flora. Die Anlagen könnten sogar als Rastplatz für Vögel dienen. Es gebe keine rotierenden Teile und eine große Schallemission sei nicht zu erwarten.

Aktuell untersucht das Team im Labor, wie sich das Wellenkraftwerk bei Seegang verhält. Dafür messen sie die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung in Abhängigkeit von der Zeit. Den Beweis, dass die Anlage Energie erzeugt, haben sie gebracht.

Auf den Bildschirmen ihrer Messanlage ist zu erkennen: Das Modell erzeugt Spannung, Wattleistung und Stromstärke. Wie leistungsfähig die Anlage auf See ist, wieviel Energie sie liefert, wie viele Anlagen nötig und wie teuer sie sind, das alles muss die Forschung noch ergeben.

Für die Entwicklung sind unterschiedliche Ingenieursdisziplinen notwendig aus dem Maschinenbau, der Elektrotechnik, dem Schiffbau und der Offshore-Anlagentechnik. Die Anforderungen sind hoch auf rauer See, die Anlagen müssen robust, wartungsarm und langlebig sein. Derzeit wird der Schwimmkörper optimiert. Die Wissenschaftler können sich vorstellen, dass später gleich mehrere Wellenkraftwerke in einem Territorium eingesetzt werden.

Ein weiterer Meilenstein ist schon geplant. Ein Prototyp soll in eineinhalb Jahren in der Nordsee getestet werden. Der reale Offshore-Einsatz soll in der Nähe der Forschungsplattform "FINO 3" nördlich von Sylt erfolgen.

Erste Einsatzmöglichkeiten sieht Christian Keindorf in der elektrischen Versorgung von Inseln wie Helgoland oder Sylt. Auch Aquafarmen könnten mit Energie versorgt werden, ebenso das Festland. Als Standorte sieht der Professor Offshore-Parks, dort wäre nicht nur genügend Platz, auch die Infrastruktur mit entsprechenden Kabeln für die Stromeinspeisung wären vorhanden.

Das erste Ziel der Wissenschaftler: Sie wollen Strom im Kilowattbereich erzeugen. In fünf bis zehn Jahren könnte das Wellenkraftwerk der FH Kiel serienreif sein. Gefördert wird das Forschungs- und Entwicklungsprojekt vom Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Arbeit, Technologie und Tourismus des Landes mit Mitteln der Europäischen Union.

Weitere Informationen
Ein Strommast steht unter einem wolkenverhangenen Himmel. © NDR Foto: Julius Matuschik

Nordfrieslands erster Anschluss an die Stromautobahn

Die Westküstenleitung reicht jetzt bis Husum. Bisher wurde die Windenergie über das schwache Verteilnetz transportiert. mehr

Windräder reihen sich hinter dem Deich auf Pellworm aneinander. © Tourismus-Agentur Schleswig-Holstei

Ausbau der Windenergie in SH kommt laut Albrecht voran

Der Umweltminister hofft, dass bis zum Jahresende mindestens 200 neue Anlagen genehmigt sind - weit mehr als 2020. mehr

Dieses Thema im Programm:

Schleswig-Holstein Magazin | 14.11.2021 | 19:30 Uhr

Nachrichten aus Schleswig-Holstein

Ein Fan des KSV Holstein zeigt vor dem Holstein-Stadion das Emblem seines Vereins auf seinem Shirt. © dpa-Bildfunk Foto: Frank Molter

2. Liga live auf Plattdeutsch: Holstein Kiel - Werder Bremen

Das Zweitliga-Nord auf Plattdeutsch: Holstein Kiel - Werder Bremen heute ab 20.25 Uhr als Audio-Vollreportage. Kommentar: Mathias Arians und Ludger Abeln. Audio-Stream

Videos