Die Vielfalt der Wellenkraftwerke

Laufwasserkraftwerke

Laufwasserkraftwerke sind die in Deutschland am meisten verbreitete Bauart von Wasserkraftwerken. Sie nutzen das Wasserdargebot eines Flusses oder Kanals zur Stromerzeugung, indem das Flusswasser etwas gestaut und durch Turbinen geleitet wird. Je höher die Fallhöhe und die durchfließende Wassermenge sind, desto größer ist die Leistung. Laufwasserkraftwerke dienen in der Regel zur Deckung der Grundlast. Die größten Laufwasserkraftwerke liegen an Rhein, Donau, Inn, Lech, Mosel und Main. Alle 592 Laufwasserkraftwerke in Deutschland zusammen verfügen über eine Leistung von rund 2600 Megawatt, was in etwa der Leistung von vier großen Kohlekraftwerken entspricht.

Speicherkraftwerke

Speicherkraftwerke entstehen vorwiegend in gebirgigen Gegenden im Zusammenhang mit künstlichen Stauseen oder natürlichen Bergseen. Anders als Laufwasserkraftwerke nutzen sie nicht die Strömungsenergie des Wassers, sondern seine Lageenergie. Speicherkraftwerke werden sowohl zur Deckung der elektrischen Grundlast als auch der Spitzenlast eingesetzt. Alle 59 Speicherkraftwerke in Deutschland haben zusammen eine Leistung von 240 Megawatt.

Pumpspeicherkraftwerke

Im Prinzip funktionieren Pumpspeicherkraftwerke wie normale Speicherkraftwerke – mit dem Unterschied, dass das Wasser nicht durch einen Bach oder Fluss ins Speicherbecken fließt, sondern künstlich hochgepumpt wird. Pumpspeicherkraftwerke stellen die einzige Möglichkeit dar, Strom in größeren Mengen wirtschaftlich zu speichern und damit Bedarfsspitzen abzudecken. Sie funktionieren ähnlich wie Akkus: In Zeiten von Stromüberangebot, meist nachts, wird Wasser mittels elektrischer Pumpen in das höhergelegene Speicherbecken gepumpt und in Spitzenbedarfszeiten wieder abgelassen und durch Turbinen und Generatoren in Strom verwandelt.

Gezeitenkraftwerke

Gezeitenkraftwerke nutzen die Höhendifferenz von Ebbe und Flut. Während der Flut wird das Wasser hinter einer Staumauer aufgestaut und bei Ebbe durch Turbinen wieder abgelassen. Zum Betrieb von Gezeitenkraftwerken ist ein Tidenhub von mindestens 5 Metern erforderlich, wie er nur an wenigen Orten der Erde vorkommt. Das mit 240 Megawatt größte Gezeitenkraftwerk der Welt steht an der Mündung des französischen Flusses Rance in der Bretagne. Hier liegen zwischen Ebbe und Flut 12 bis 13 Höhenmeter. In Deutschland dagegen gibt es kein Gezeitenkraftwerk

Meeresströmungskraftwerke

Meeresströmungskraftwerke sind eine recht neue Entwicklung und befinden sich noch in der Erprobungsphase. Anders als Gezeitenkraftwerke nutzen sie nicht den Tidenhub, sondern die natürliche permanente Meeresströmung (zum Beispiel den Golfstrom). Im Prinzip sind sie konstruiert wie Windkraftanlagen, nur dass die Rotoren durch strömendes Wasser in Bewegung gesetzt werden und nicht durch Wind. In Europa sind mehr als 100 Standorte bekannt, die sich für eine Energiegewinnung aus Meeresströmungen eignen. Diese befinden sich vor allem entlang der britischen, französischen, portugiesischen und spanischen Küste. In Deutschland ist die Nutzung von Meeresströmungskraftwerken aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeiten in der Nord- und Ostsee wirtschaftlich eher uninteressant.

Auch RWE ist durch ihre britische Tochter RWE npower renewables an der Planung von Meeresströmungskraftwerken beteiligt. Unter anderem soll vor der Küste von Anglesey in Nordwales eines der weltweit ersten kommerziellen Strömungskraftwerke entstehen, und das mit mehr als 10 Megawatt Leistung.

Wellenkraftwerk

Wellenkraftwerke verwandeln die Bewegungsenergie der Meereswellen in Strom.Dafür gibt es verschiedene Methoden. Eine Möglichkeit ist es, die Brandungswellen in einem zum Meer hin offenen Betongehäuse einzufangen. Beim Eindringen des Wassers in das Gehäuse wird die Luft komprimiert und es entsteht ein Überdruck, mit dem dann eine Windturbine angetrieben wird. Auch der beim Zurückschwappen der Welle entstehende Unterdruck wird zum Antrieb der Turbine genutzt. Ein erstes Kraftwerk dieses Typs in Schottland erzeugt seit dem Jahr 2000 eine Leistung von 500 Kilowatt. Ein größeres Wellenkraftwerk mit bis zu 1,5 Megawatt Leistung ist in Planung. Ein anderes, recht neues Verfahren nutzt die Bewegung der Wellen, indem diese einen als Schwimmkörper konstruierten Kolben auf und ab bewegen, der wiederum einen Generator antreibt. Die erste kommerzielle Anlage dieser Art mit einer Nennleistung von 750 Kilowatt ist im Oktober 2007 vor der Küste Portugals in Betrieb gegangen.

Strom-Boje

Strom-Bojen sind eine ganz neue Form von Kleinwasserkraftwerken. Dabei handelt es sich im Prinzip um nicht mehr als eine Turbine, die unter Wasser in einem nach zwei Seiten offenen Blechkasten in einem Fluss verankert wird. Das strömende Wasser setzt den Rotor in Bewegung und dieser treibt einen Generator an. Ein Prototyp einer solchen Strom-Boje wird zurzeit in der Donau bei Rossatz in Niederösterreich getestet. Sie ist 11 Meter lang, 3 Meter breit und 2 Meter hoch. Der Rotor der Turbine hat einen Durchmesser von 1,50 Meter und die Nennleistung beträgt 20 Kilowatt, was ausreicht, um 30 Haushalte mit Strom zu versorgen.