{:de}Wellenenergie galt lange Zeit als der unterschätzte Underdog im Bereich der sauberen Energie, doch ein finnisches Unternehmen steht bereit, mit seiner innovativen Waveroller-Technologie für Aufsehen zu sorgen. Die Technologie hat das Potenzial, bis zu 1 MW Leistung zu liefern, während sie auf dem Meeresboden ruht.
In einer Welt, die über die Folgen des Klimawandels besorgt ist, erscheint die Nutzung der Wellenenergie als eine vielversprechende Alternative zu Kohle- oder Atomstrom. Trotzdem war der Fortschritt in diesem Sektor bisher eher zäh.
Die Idee startete vor über 30 Jahren.
Die Idee für den Waveroller entstand bereits 1993, als ein Taucher, inspiriert von der Bewegung eines Schiffswrack-Lukenverschlusses, die Möglichkeit erkannte, die Kraft der Wellen zur Stromerzeugung zu nutzen. Seitdem hat das Unternehmen intensiv an der Entwicklung dieser wegweisenden Technologie gearbeitet.
Im Jahr 2019 wurde der erste kommerzielle Waveroller erfolgreich mit dem Stromnetz vor der portugiesischen Küste verbunden. Trotz der Herausforderungen durch die raue Meeresumgebung betonte das Unternehmen stolz die Langlebigkeit und Qualität des Systems.
Seit 2020 arbeitet das AW Systems mit Unterstützung der EU daran, den Waveroller für die Serienfertigung und den Einsatz in Arrays namens WaveFarms anzupassen. Diese WaveFarms sollen auf dem Meeresboden sitzen und zwischen 8 und 12 Metern tief sein, nicht mehr als 2 km von der Küste entfernt.
Was ist ein Waveroller genau und wie wird der Strom hergestellt?
Der Waveroller ist eine Vorrichtung, die die Energie von Meereswellen in Elektrizität umwandelt. Die Maschine arbeitet in Küstennähe (ungefähr 0,3-2 km von der Küste entfernt) in Tiefen zwischen 8 und 20 Metern. Abhängig von den Gezeitenbedingungen ist sie größtenteils oder vollständig eingetaucht und am Meeresboden verankert. Eine einzelne Einheit (eine Kombination aus einem Panel und einem PTO) hat eine Leistung zwischen 350 kW und 1000 kW, mit einem Wirkungsgrad von 25-50 % je nach Wellenbedingungen am Projektstandort. Die Technologie kann als Einzelgerät oder in Verbundanlagen eingesetzt werden.
Die Technologie
- Waveroller nutzt die Bewegungen des Wassers am Meeresboden, um Strom in Küstennähe zu erzeugen. Die Energieherstellung der Zukunft? Copyright AW Energy
Die Hin- und Herbewegung des Wassers, angetrieben durch die Wellenbewegung, setzt das Panel in Bewegung. Um die Energie zu maximieren, die das Waveroller-Panel aus den Wellen absorbieren kann, wird das Gerät in Tiefen von etwa 8 bis 20 Metern unter Wasser installiert, wo die Wellenbewegung am stärksten ist. Ein einzelnes Panel absorbiert 1,5-2 MW Leistung aus der Wellenbewegung. Das Panel erstreckt sich praktisch über die gesamte Tiefe der Wassersäule vom Meeresboden bis zur Wasseroberfläche.
Während das Panel sich bewegt und die Energie aus den Meereswellen absorbiert, pumpen hydraulische Kolbenpumpen, die am Panel angebracht sind, Hydraulikflüssigkeiten in einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf. Alle Elemente des hydraulischen Kreislaufs sind in einer hermetischen Struktur innerhalb des Geräts eingeschlossen und nicht der Meeresumgebung ausgesetzt. Daher besteht keine Gefahr von Leckagen ins Meer. Die Hochdruckflüssigkeiten werden in ein Stromspeichersystem geleitet, das mit einem hydraulischen Motor verbunden ist, der einen Stromgenerator antreibt. Die elektrische Ausgabe dieses erneuerbaren Wellenenergiekraftwerks wird dann über ein Unterwasserkabel mit dem Stromnetz verbunden.
Die Vorteile:
Die Technologie bietet drei einzigartige empirisch validierte Vorteile:
Installation: Sie wird in Küstennähe installiert und betrieben – leichter Zugang zum Standort, geschützt vor extremen Bedingungen und minimierte Kosten für die Infrastruktur der Anlage.
Effizienz: Sie erfasst Energie mit einem am Boden fixierten Panel (oszillierender Wellenbewegungswandler) – äußerst effiziente Energieerfassung, kann bei niedrigen, mittleren und hohen Seezuständen ohne Abschaltung und mit nur einem beweglichen Teil betrieben werden.
Innovation: Sie wandelt Bewegung in Elektrizität um und verwendet ein integriertes Stromspeicher- und Hydrauliksystem – kontinuierliche und netzkompatible Stromausgabe, Fähigkeit zur Einrichtung und Unterstützung des Netzes sowie ein wartungsarmes Design mit Wechselrichtern an Land.
Die Waveroller-Technologie ist gut positioniert, um umweltunfreundliche Energiequellen durch saubere und erneuerbare Energie aus Meereswellen zu ersetzen. Genutzt von Waveroller, ist diese blaue Energiequelle nicht nur umweltverträglicher als fossile Brennstofftechnologien, sondern birgt auch weniger Risiken als Kernenergie und steht auf einer Stufe mit oder sogar über anderen erneuerbaren Energiequellen.
- Stromerzeugung am Meeresboden macht die Firma AW Systems mit ihrem Waveroller. Copyright AW Systems
Es wird wenig Platz gebraucht, im Vergleich zum Output.
Die Waveroller-Technologie nutzt Wellen, die in einem Gebiet vergleichbarer Größe weitaus mehr Energie tragen als der Wind. Eine Waveroller-Vorrichtung bietet etwa siebenmal mehr nominale Leistungskapazität als eine Windturbine in einem ähnlich großen Gebiet.
Abgesehen von ihrem geringen Platzbedarf arbeitet eine Waveroller-Vorrichtung unter Wasser und hat nur geringe visuelle Auswirkungen. Die Höhe des Panels ist so konzipiert, dass seine Überwasserprojektion minimiert oder vollständig beseitigt wird, um die natürliche Schönheit des Meeres und der Küste zu erhalten.
Die Waveroller folgt der Bewegung des Wassers, was sie sehr freundlich für das umliegende marine Leben macht. Die hydraulischen, mechanischen und elektrischen Systeme sind ebenfalls vollständig in dem Waveroller-Rumpf versiegelt, was das marine Leben vor Lärm und anderen möglichen Schadstoffen schützt.
AW-Energy betreibt in Finnland eine weltweit einzigartige Testeinrichtung für die Waveroller-Technologie. Mit der Testeinrichtung kann AW-Energy erhebliche Kosten- und Zeitersparnisse erzielen, indem sie PTO-Einheiten unter Fabrikbedingungen testen und optimieren kann, anstatt teure und zeitaufwändige Meerestests für jede einzelne Einheit durchführen zu müssen.
Wie sieht die Zukunft aus?
Die Technology hat das Potenzial, Europa an die Spitze innovativer erneuerbarer Technologien zu bringen und erheblich zur europäischen Wirtschaft beizutragen, mit einer prognostizierten Addition von €275 Millionen und der Schaffung von 500 Arbeitsplätzen in den nächsten zehn Jahren.
Trotz des vielversprechenden Potenzials ist die globale Projekt-Pipeline des Waverollers derzeit eher bescheiden. Das Unternehmen hat eine Absichtserklärung mit einem Unternehmen für saubere Energie unterzeichnet, um eine WaveFarm an der Küste von Swakopmund zu errichten.
Die Waveroller-Technologie könnte eine entscheidende Rolle bei der Integration der Wellenenergie in den globalen Mix erneuerbarer Energien spielen. Ihre umweltfreundlichen Eigenschaften und die Möglichkeit, die Energie der Meereswellen effizient zu nutzen, machen sie zu einer vielversprechenden Alternative in der Welt der erneuerbaren Energien.
Möchtest du über dein Projekt schreiben? Es muss nicht so groß wie dieses Waveroller Projekt sein. Wenn nur ein Mensch ein besseres Leben hat durch Deine Idee, ist es lohnenswert darüber zu berichten. Schreibe mir: https://guteideenblog.org/2024/01/21/gastbeitrag/
Quellen und weiterführende Links:
Europäische Kommission. (o. J.) Waveroller: Turning Waves into Electricity. Verfügbar unter: https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/projects/success-stories/all/waveroller-turning-waves-electricity (Zugriff: 04 Februar 2024).
Interessante Engineering. (o. J.) Waveroller: Sea Floor Generator Tech. Verfügbar unter: https://interestingengineering.com/energy/waveroller-sea-floor-generator-tech (Zugriff: 04 Februar 2024).
New Atlas. (o. J.) Waveroller: Wave Energy. Verfügbar unter: https://newatlas.com/energy/waveroller-wave-energy/ (Zugriff: 04 Februar 2024).
Europäische Kommission. (2024) WaveFarm unleashes wave energy for a sustainable future. Verfügbar unter: https://oceans-and-fisheries.ec.europa.eu/news/wavefarm-unleashes-wave-energy-sustainable-future-2024-01-31_en (Zugriff: 04 Februar 2024).
AW-Energy. (o. J.) Startseite. Verfügbar unter: https://aw-energy.com/ (Zugriff: 04 Februar 2024).
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In a world concerned about the consequences of climate change, the utilisation of wave energy appears to be a promising alternative to coal or nuclear power. Nevertheless, progress in this sector has so far been rather slow.
The idea started over 30 years ago.
- Copyright AW Systems
The idea for the Waveroller was born back in 1993 when a diver, inspired by the movement of a shipwreck hatch, recognised the possibility of using the power of the waves to generate electricity. Since then, the company has worked intensively on the development of this pioneering technology.
In 2019, the first commercial waveroller was successfully connected to the power grid off the Portuguese coast. Despite the challenges posed by the harsh marine environment, the company proudly emphasised the longevity and quality of the system.
Since 2020, the company has been working with the support of the EU to adapt the technology for series production and use in arrays called WaveFarms. These WaveFarms will sit on the seabed and be between 8 and 12 metres deep, no more than 2 km from the coast.
What exactly is a waveroller and how is the electricity generated?
The waveroller is a device that converts the energy of ocean waves into electricity. The machine operates close to shore (approximately 0.3-2 km from the coast) at depths between 8 and 20 metres. Depending on the tidal conditions, it is partially or fully submerged and anchored to the seabed. A single unit (a combination of a panel and a PTO) has an output of between 350 kW and 1000 kW, with an efficiency of 25-50% depending on wave conditions at the project site. The technology can be used as a single unit or in integrated systems.
The technology
The back and forth movement of the water, driven by the wave motion, sets the waveroller panel in motion. To maximise the energy that the panel can absorb from the waves, the device is installed at depths of around 8 to 20 metres under water, where the wave motion is strongest. A single panel absorbs 1.5-2 MW of power from the wave motion. The panel covers virtually the entire depth of the water column from the seabed to the surface.
As the waveroller panel moves and absorbs the energy from the ocean waves, hydraulic piston pumps attached to the panel pump hydraulic fluids into a closed hydraulic circuit. All elements of the hydraulic circuit are enclosed in a hermetic structure within the device and are not exposed to the marine environment. Therefore, there is no risk of leakage into the sea. The high pressure fluids are channelled into a power storage and smoothing system which is connected to a hydraulic motor that drives a power generator. The electrical output of this renewable wave energy power plant is then connected to the power grid via an underwater cable.
The advantages of the Waveroller
- Copyright AW Energy
Waveroller technology offers three unique empirically validated advantages:
Installation: it is installed and operated close to shore – easy site access, protected from extreme conditions and minimised plant infrastructure costs.
Efficiency: It captures energy with a bottom-mounted panel (oscillating wave motion transducer) – highly efficient energy capture, can operate in low, medium and high sea states without shutdown and with only one moving part.
Innovation: It converts motion into electricity and utilises an integrated power storage and hydraulic system – continuous and grid-compatible power output, ability to set up and support the grid, and a low-maintenance design with onshore inverters.
The generator is well positioned to replace environmentally unfriendly energy sources with clean and renewable energy from ocean waves. Utilised by Waveroller, this blue energy source is not only more environmentally friendly than fossil fuel technologies, but also poses fewer risks than nuclear energy and is on par with or even superior to other renewable energy sources.
It does not destroy nature and takes up little space compared to the output.
The technology utilises waves that carry far more energy than wind in an area of comparable size. A waveroller device provides about seven times more nominal power capacity than a wind turbine in a similar sized area.
Apart from its small footprint, a waveroller device operates underwater and has little visual impact. The height of the panel is designed to minimise or completely eliminate its overwater projection to preserve the natural beauty of the sea and coastline.
The device follows the movement of the water, making it very friendly to the surrounding marine life. The hydraulic, mechanical and electrical systems are also completely sealed in the waveroller hull, which protects marine life from noise and other possible pollutants.
AW-Energy operates a globally unique test facility for the waveroller technology in Finland. The test facility enables AW-Energy to achieve significant cost and time savings by testing and optimising PTO units under factory conditions instead of having to conduct expensive and time-consuming sea trials for each individual unit.
What does the future hold for the AW Energy?
The technology has the potential to put Europe at the forefront of innovative renewable technologies and contribute significantly to the European economy, with a projected addition of €275 million and the creation of 500 jobs over the next ten years.
Despite its promising potential, AW Energy global project pipeline is currently rather modest. The company has signed a letter of intent with a clean energy company to build a WaveFarm on the Swakopmund coast.
Waveroller technology could play a crucial role in integrating wave energy into the global renewable energy mix. Its environmentally friendly characteristics and the ability to utilise the energy of ocean waves efficiently make it a promising alternative in the world of renewable energy.
Would you like to write about your project? It doesn’t have to be as big as this Waveroller project. If just one person has a better life because of your idea, it’s worth writing about it. Write to me: HTTPS://GUTEIDEENBLOG.ORG/2024/01/21/GASTBEITRAG/
Sources and further links:
European Commission. (n.d.) Waveroller: Turning Waves into Electricity. Available at: https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/projects/success-stories/all/waveroller-turning-waves-electricity (accessed 04 February 2024).
Interesting engineering. (n.d.) Waveroller: Sea Floor Generator Tech. Available at: https://interestingengineering.com/energy/waveroller-sea-floor-generator-tech (accessed 04 February 2024).
New Atlas. (n.d.) Waveroller: Wave Energy. Available at: https://newatlas.com/energy/waveroller-wave-energy/ (accessed 04 February 2024).
European Commission. (2024) WaveFarm unleashes wave energy for a sustainable future. Available at: https://oceans-and-fisheries.ec.europa.eu/news/wavefarm-unleashes-wave-energy-sustainable-future-2024-01-31_en (Accessed: 04 February 2024).
AW-Energy. (n.d.) Home page. Available at: https://aw-energy.com/ (accessed 04 February 2024).
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