Ein Heissluftballon steht am Himmel Ein Heissluftballon steht am Himmel Ein Heissluftballon steht am Himmel
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Ein Gezeitenkraftwerk in Frankreich

Gezeitenkraftwerke

Der Weg aus der Krise?

Gezeitenkraftwerke produzieren auf saubere Art und Weise Strom. Doch wie ökologisch sind sie wirklich? ...weiterlesen

Enerdream, Dezember 2018
Ausgabe 12 / 2018

Stromversorgung mit künstlicher Muskelkraft

EPoSil – Elektroaktive Polymere auf Silikonbasis zur Energiegewinnung

Muskeln bewegen sich kontinuierlich, der Leistung angepasst und sind ein Sinnbild für Leistung. Daher ist der Vergleich passend, wenn es um eine neue innovative Möglichkeit der Stromgewinnung geht. Das Auf und Ab der Meereswellen ist schon länger eine willkommene Quelle zur Stromgewinnung; die Pelamis hat bisher bewiesen, dass Strom und Wasser durchaus eine Art Symbiose eingehen können.

Nun geht die Forschung einen Schritt weiter; ein Konsortium um Bosch und Wacker Chemie entwickelt sogenannte Elastomer-Generatoren.

Da das Projekt sehr vielversprechend ist, wurde nicht nur die Technik vorsichtshalber patentiert, bis Januar 2015 wird die Entwicklungsarbeit vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit fast 2 Millionen Euro gefördert.

Muskelspiel

Da der untere Teil des Generators am Meeresboden verankert wird und nur der obere Teil der verhältnismäßig kleinen Schwimmkörper auf dem Meer zu sehen ist, muss man quasi abtauchen, um dem Generator bei der Arbeit zuzusehen. Dort in der Stille des Meeres ergibt sich ein faszinierendes Bild. Mit absoluter Gleichmut und Eleganz werden mehrlagige Folien bestehend aus Silikon gestaucht und gedehnt. Diese gleichmäßigen Bewegungen erinnern an das kontinuierliche Muskelspiel beim Rudern, nur dass hier nicht Muskelfasern bewegt werden, sondern tausende Folien.

Doch jede einzelne dieser Folien ist nochmals dreifach unterteilt. Die obere und untere Schicht besteht aus elektrisch leitenden Elektronen, die mittlere aus einem elastischen Silikon. Auf dem Meer ist nun der ewige Tanz eines Schwimmkörpers zu beobachten; angeschmiegt an den Meereswogen choreografiert er seinen Rhythmus. Sobald der Schwimmkörper mit aller Kraft nach oben steigt, bleibt den tausenden Folien unter Wasser nichts anderes übrig, als zusammengepresst zu werden. Da das Silikon nachgiebig ist, folgt es der Stauchung; die Elektroden nähern sich einander an. Nun wird von außen nachgeholfen, indem eine elektrische Spannung angelegt wird, sodass die einen Elektronen positiv und die anderen negativ geladen werden.

Jetzt kommt es auf den Tanz der Wellen an; sobald die Welle ihren Weg fortsetzt, macht der Schwimmkörper diese Bewegung mit, er befindet sich in einem Wellental. Dadurch wird der immense Druck auf den Wandler verringert, die Silikonschicht wird wieder dicker und der Abstand zwischen den Elektronen nimmt zu. Das ist der Moment, wo elektrische Energie im Wandler entsteht; diese kann nun angezapft werden.

Was ewig währt…

Bis nun wirklich zuverlässig elektrischer Strom produziert werden kann, ist es jedoch noch ein weiter Weg. So muss noch eine Steuerung erarbeitet werden, wonach das Anlegen der Ausgangsspannung und das Abfließen der Energie berechnet wird. „Der Energiegewinnungszyklus muss immer optimal an den Wellengang angepasst sein“; so erläuterte es Projektleiter Dr. Istvan Denes von Bosch.

Die Pläne sind ehrgeizig, so wird von einer Ausbeute von 50 - 60% gerechnet, die bestenfalls im Verbund mit Offshore-Windparks erreicht wird. Schließlich kann über Wasser ohne Probleme elektrische Energie mittels Wind erzeugt werden, während an gleicher Stelle unter Wasser die künstlichen Muskeln ihren Dienst verrichten. So wird nicht nur der vorhandene Platz bestmöglich ausgenutzt, es könnten auch Kosten gespart werden, wenn Transformatoren und Kabel doppelt nutzbar wären.

Test, Tests nochmals Tests

Noch funktioniert die Anlage nur als Modell – ein Demonstrator wurde am Institut für Elektromechanische Konstruktionen an der TU Darmstadt entwickelt. Doch schon 2014 soll ein verkleinertes Modell im Wellenkanal der Technischen Uni Hamburg-Harburg zeigen, was es kann und ob die bis dahin gemachte Forschung korrekt ist.

FBis 2020 soll die Anlage so wirtschaftlich sein, wie ein Off-Shore-Windkraftwerk. Solch ein Wellenkraftwerk hätte gegenüber Gezeitenkraftwerken, Speicherkraftwerken oder pneumatischen Kammern gewaltige Vorteile, da man nicht auf Ebbe und Flut angewiesen ist. Dadurch ist es möglich, kontinuierlich Energie zu liefern. Strom wird immer teurer, durch neue innovative Ideen ist es eventuell machbar, die Strompreisspirale zu stoppen.

Eine Segelyacht segelt in den Wolken Eine Segelyacht segelt in den Wolken Eine Segelyacht segelt in den Wolken Eine Segelyacht segelt in den Wolken Eine Segelyacht segelt in den Wolken Ein Strauch verliert Blätter im Wind