Hinterfragungen zu all den Visionen, Projekten und fertigen Anlagen für erneuerbare Energie.

Die Finanzwelt, die Industrie, die Politik, und ein ganzer Mix von Interessensgruppen bis zu den Printmedien wollen teilhaben am   enormen  Energiebusiness der sich für die Zukunft anbahnt. Wo Unsummen von Geld im Spiel sind, da bleiben Missbrauch, Lug und Trug nicht aus. Und um den gleichen Freiraum zu genießen, wie er in der Finanzwelt grassiert hat und noch grassiert, will niemand ernsthaft Regeln und Verpflichtungen im Sinne einer ökologisch vertretbaren Umsetzung von Anlagen. Wir sehen durchaus die Notwendigkeit dass dieser neue Markt Wegweiser bekommt,  und   Wegweiser könnten Regeln sein, die auf Überlegungen eines Ökodesign beruhen. Ausführlich beschrieben was man unter Oekodesign versteht findet man unter Wikipedia.  Man wüßte eigentlich genau wie Produkte nachhaltig, ressourcenschonend, sozial und so weiter gestaltet werden sollten, nur verlangt niemand bei der Produktgestaltung eine Orientierung in dieser Richtung. Nur bei Sparlampen mit Ökodesign zu beginnen  und dabei viel größere Problemfälle außer Acht zu lassen, beweißt nur das Scheitern der Politik vor solch dringenden Aufgaben.

Welche Technik für erneuerbare Energie ist die Beste?

Für die verschiedenen Möglichkeiten der Umsetzung von erneuerbarer Energie gibt es keine Rangfolge nach Kriterien eines Ökodesign, und die will , wer daran verdienen will, auch niemand haben. Wer unter dem Vorwand der erneuerbaren Energie Missbrauch auf höchster Ebene betreibt, kann dies ungehindert tun, womöglich noch politisch gefördert.  Als Beispiel bringen wir weiter unten das Wellenkraftwerk Pelamis woran auch E.On  beteiligt ist.  Weiteres Beispiel: So werden 90 % aller mit Pflanzenöl beschickten Blockheizkraftwerke in Deutschland mit Palmöl statt mit heimischen Rapsöl betrieben, einfach weil Palmöl merklich preiswerter ist als heimisches Rapsöl. 

Anderes Beispliel: Wie mit dem Waffenhandel, so laufen auch anderer lichtscheue Geschäfte über verschachtelte Tochterunternehmen im Ausland, und  nennen in diesen Zusammenhang RWE. Die RWE Innogy Italia steht mit Fri-El Green Power in Bozen in Gemeinschaft. Dazu gehört ein Schiff mit den Namen Peterpaul das nur dazu dient, Palmöl aus den Tropen zu holen und bereits auf hoher See zu Biokraftstoff zu raffinieren.

Lichtblicke gibt es:

Just zur Zeit des Weltklimagipfels in Kopenhaben ging in Schottland das Wellenkraftwerk  Oyster ans Netz. Weil nun niemand an ein Ökodesign für erneuerbare Energie denkt, und selbst Medien der Umweltszene dafür kein Gespür haben, hat auch niemand begriffen, dass dieses Wellenkraftwerk wegweisend im Sinne eines Ökodesign ist, und welche Chancen die Technik dieses Kraftwerkes der Welt bietet.  

Was Oyster von allen Kraftwerken für erneuerbare Energie unterscheidet:

Beginnen wir bei den für dieses Kraftwerk verwendeten Materialien:

im Grunde nur Stahl und etwas Kupfer sowie Lacke die den Stahl vor dem aggressiven Meerwasser schützen. und statt Öl zirkuliert reines Wasser zur Energieübertragung.  Kunsstoffe sind nur in ganz geringen  Mengen vorhanden.   Vor solcher Resourcenschonung  und Möglichkeit  der Wiederverwertung sind zum Beispiel Windkraftanlagen weit entfernt. Die  Flügel der Windkrafträder sind aus Kunstharz mit Fasern, Dieses Material wird nach Ende der Betriebszeit als Sondermüll wohl nicht aus der Welt zu schaffen sein.

Keine Störung in irgend einer Form für die Umwelt wenn die Anlage Oyster im Betrieb ist:

Ob im Wasser ein Schwimmkörper aus Stahl den Wellenbewegungen folgt oder eine Eisscholle, ein Baum oder ein Walfisch, der Natur dürfte das egal sein. Unterwasserturbinen mit relativ schnell drehenden Propellern  wie sie für Strömungskraftwerke zur Anwendung kommen sind in diesem Sinn schon wesentlich problematischer. Ein Beispiel dafür ist das unter massiver Förderung stehende Projekt Seaflow und selbst Wikipedia nennt eine mögliche Umweltstörung für die Fischwelt.  Weiterhin ist bekannt, dass viele Fischarten sich am Magnetfeld der Erde orientieren und durch extrem empfindliche Organe Beute auf Grunde der  Magnetfelder, die von den Organen der selbst im Meeressand vergrabenen  Lebewesen ausgehen,  orten. Immer mehr verlegt man die Stromproduktion, sei es durch Windkraftparke, sei es durch Wellenkraftwerke auf das Meer und da bleibt nicht aus, dass alsbald ein dichtes Netz von Stromkabel über den Meeresboden gezogen wird. Kommt nun so ein Fisch in der Nähe des Unterwasserseekabels, dann dürften die starken Magentfelder dieser Kabel sicherlich Einfluss auf die Unterwasserlebewesen haben. Wer dies verneint, der muss bereit sein, einen Presslufthammer direkt an sein Ohr zu halten.   So kommt der Magnetfeldstress zum Lärmstress, zum Müll, zu den Chemikalien, zur Überfischung, zur Erwärmung, zum Einschleppen fremder Arten, zum Überhandnehmen der Giftquallen und Giftalgen hinzu. Keine Magnetfelder hingegen erzeugt das Wellenkraftwerk Oyster. Energie kann man nicht nur mittels Strom und Kabel fördern, sondern auch mittels Presswasser durch Rohre. Bei Oyster wird die Wellenbewegung  auf  Kolbenpumpen, die nicht anders funktionieren als die Schwengelpumpe im Garten, übertragen, und so wird Presswasser an Land gepumpt wo damit eine Peltonturbine angetrieben wird.

Keine Risiken für die Umwelt bei Havarie:

In den "Adern" von Oyster zirkuliert nur reines Wasser wie es aus der Leitung kommt, mehr nicht.  Anders bei den Wellenkraftwerken Pelamis und Wave Star Energy wo wohl auch Kolbenpumpen zum Einsatz kommen, nur wird damit Öl gepumpt und nicht Wasser.

Auch Langlebigkeit ein Kriterium für Ökodesign:

Eine überragende Überlegenheit ergibt sich für Oyster durch die Langlebigkeit dank einer ganz einfachen Technik die sich schon seit weit über 100 Jahren bewährt hat und diese Zeit auch als Laufzeit weit  überschreiten wird. Dem Wellenkraftwerk Oyster kann man gerne eine Lebensdauer von 200 Jahren zutrauen, und dies steht in keinem Verhältnis zu den Windkraftwerken die nur für eine Lebensdauer von 20 Jahren konzipiert sind.  Sei es Kolbenpumen alla Schwengelpumpe, sei es Peltonturbinen, die vor über 100 Jahren gebaut wurden,  dazu noch mit der damals verfügbaren Technik, laufen immer noch einwandfrei. Das sind Beweise für die Lebensdauer und nicht  Versprechungen  wie sie von den Herstellern von anderen  Techniken der erneuerbaren Energie gegeben werden.
Kraftwerke mit überlanger Lebensdauer haben dann wohl die erdenklich beste Energie oder CO₂ Bilanz. Weiterhin muss man sich die Frage stellen, ob wir in  weiter Zukunft  Energie und Rohstoffe ausreichend zu verfügung haben, um in gegebenen Zeitabständen, wenn die Altersbeständigkeit nicht gegeben ist, alte Anlagen zu verschrotten und ganz neu auf zu stellen.

Ökodesign und sozialer Aspekt:

Technisch führende Nationen,  die massiv in das Business der erneuerbaren Energie einsteigen,wir nennen hier USA, Deutschland, Indien, China, Dänemarkt, Brasilen  und Spanien,  haben das Ziel, bei   Solar- und Windkraftwerken die Führung zu übernehmen oder in diesen Markt stark mit zu mischen,  getrieben von einer regelrechten Gier, die Finanzbranche und Dubai machen es vor,  des Mehr und noch Mehr und größer und noch größer, möglichst mit viel Know-how so dass nicht nachgebaut werden kann und  so die Marktposition  gesichert bleibt  .Nicht  Ökodesign zählt, sondern einzig und allein Profitdesign. Feuer in diesem System sind die Aktionäre die nur das Ziel kennen mit Geld Geld zu machen.  Nebeneffekt dieses Runs ist, dass der Reichtum in genannten Ländern bleibt, Drittländer sollen bluten, und wenn auch sie solche Anlagen haben wollen, dann sollen sie dafür teuer bezahlen   und abhängig  sein und bleiben. Paradebeispiel dafür ist Desertec. Alles hängt davon ab, was die Länder  der Sahara als Gegenleistung für die Erlaubnis zur Installation von Solarkraftwerken haben wollen. Ob am Ende auch dort Arbeitsplätze für Hightech entstehen, dürfte bezweifelt werden. Eher dürfte schon das Interesse für Geld zum Ankauf von Luxusgütern für die Führungselite und Waffen vorhanden sein.

Auch sozialpolitisch gesehen ist das Wellenkraftwerk Oyster allen anderen Kraftwerken für erneuerbare Energie mehr als weit überlegen.

Wie wir oben angeführt haben, beruht die gesamte Technik von Oyster auf Komponenten wie man sie bereits vor über 100 Jahren hätte fertigen können, also auf Maschine die bei uns längst im Museum stehen, aber in Entwicklungsländern noch zu finden sind. Im Grunde braucht es nur einen Anstoß, um solchen Ländern verständlich zu machen, dass  Kraftwerke alla Oyster vor Ort selbst gebaut werden können und so zur Gänze die Unabhängigkeit von Energieimporten erreicht werden kann.  Nicht alles muss  bei genannten Kraftwerken Stahl sein,  Holz könnte einen Teil des Stahles ersetzen.

Nun Argumente, die Umweltorganisationen interessieren könnten:

Flächen, die für Energie aus dem Meer genutzt werden, verhindern den Fischfangflotten den Raubbau.

 

 

Kolbenpumpen auch bei Windkraftanlagen zur Aufbereitung von Wasser:

Desertec wird mit Sicherheit die Wüste nicht begrünen, denn dafür ist diese Technik wenig geeignet. Wozu auch, man will ja Strom für Europa und nicht Wasser für die Wüste. Erklärung warum Desertec für die Gewinnung von Wasser wenig geeignet ist: Mit   Solarkraftwerken zuerst Strom erzeugen um dann damit  durch Elektomotoren  Pumpen an zu treiben, die das Wasser aus Tiefbrunnen hoch holen und durch die Entsalzungsanlagen pressen, das würde viel zu viel kosten. Pumpen durch Strom an zu treiben ist ein Umweg.  In der Sahara gibt es Wind genug um Windräder an zu treiben. Da ist es wesentlich eleganter und kostengünstiger ist  die  Windkrafträder einfach gleich an die  Kolbenpumpen an zu koppeln  und den Umweg über die Stromherstellung   zu vermeiden, wobei Strom trotzdem als Nebenprodukt anfallen kann.  Zum Betreiben von Entsalzungsanlagen benötigt man einen Druck von 80 bar um das Wasser durch die Osmosemembranen zu pressen. Nach der Menbrane hat dann das gereinigte Wasser immer noch einen Druck von über 40 bar, und das reicht leicht um kostengünstig entweder eine Peltonturbine an zu treiben oder das Wasser viele km weit zu fördern.  Solche Anlagen entsprechen wiederum  wegen der Langlebigkeit und einfacher Bauart den Bedingungen eines Ökodesign.

 

 

 Unter der Sahara liegt eine enorme Menge Wasser. Leider  nur mit hohem Salz- und Minaraliengehalt und so nicht nutzbar. Entsalzungsanlagen wie im Bilde könnten  dank der sehr einfachen Technik von  den Staaten dort selbst hergestellt und betrieben werden, zugekauft werden müssten nur die Membranen. Anlagen nach unserem Vorschlag  entsprechen nicht nur einem Ecodesign sondern sind  im Wirkungsgrad allen anderen  High-tech- Anlagentechniken merklich überlegen. Selbst die Osmose ist nicht unbedingt erforderlich, denn reines Wasser kann auch durch Verdunsten gewonnen werden. Unter dem Suchbegriff Watercone finden Sie mehr zu dieser einfachen Verdunstungstechnik

Man kann also Energie, so wie Oyster dies eindeutig unter Beweis stellt, nicht nur über Kupferkabel fördern, sondern der Energieträger kann auch Presswasser sein.

Und was unter der  Wasseroberfläche funktioniert, funktioniert auch über Wasser. Die Ingenieure stehen bei den  Wellen- Strömungs- und Windkraftwerken vor der Aufgabe, die stark variierende Bewegungsenergie der Naturelemente  in gleichmäßigen Strom zu verwandeln. Handelt es sich um Parke mit mehreren Umwandlungsmaschinen, egal ob für Wind, Wellen oder Strömungen, dann muss die Energie in welcher Form auch immer zentral zusammengeführt werden. Momentan verfährt man so, dass jede einzelne Maschine Strom erzeugt, der dann  durch Verkabelung zusammengeführt wird. Der technische Aufwand für die Stromerzeugung  durch einer Vielzahl von Genertoren, ob mit oder ohne Getriebe, ist hoch und steht in keinem Verhältnis wenn man zu einer Technik findet wo ein einziger Generator eine Reihe von Generatoren ersetzt. Generatoren sind aber nur ein Teil  einer  Strommaschine, und das gesamte Innenleben einer Goldel eines Windkraftwerkes  besteht aus gar einigen weiteren Komponenten: Kupplung als Dämpferelement, Getriebe, eventuell stufenlos geregelt,  Generator, Frequenzwandler, Bremse, Ölhydraulik, Kühlung, Elektromechanik und Elektronik. Diese Umwandlungsmaschinerie ist nicht nur sehr kompliziert, sondern auch sehr teuer. Dieser Aufwand kann bei einer einzelnen Windkraftanlage sicherlich nicht in Frage gestellt werden. Bei Windkraftparken aber schon. Denn mit Presswasser kann man genau so gut auch bei Windkraftparken kostengünstig zentral eine einzige Peltonturbinen antreiben, die durch Düsenverstellung ganz einfach zu regeln ist. In der Gondel verbleibt dann nur mehr eine Kurbel die Kolben bewegt.  Durch Regelung der Ventile kann auf Dämpferelente und Bremsen,  verzichtet werden. Eine  Technik die voll den Vorgaben eines Ecodesign entspricht. Auch die Hersteller vom Wellenkraftwerk Oyster wollen in Zukunft  das Presswasser von mehreren  Kolbenpumpen zentral zusammenführen und eine einzige Peltonturbine antreiben. Wie gesagt, was unter Wasser taugt, taugt auch über Wasser.

So kommen wir gleich auf einen weiteren Gedankensprung, es geht um die Energiespeicherung. Bestückt man Wind-, Wellen-, oder Ströungskraftwerke mit  Kolbenpumpen dann kann man das Wasser kostengünstig in Speicherbecken pumpen, auch wenn dabei ein Höhenunterschied von 2.000 m zu überwinden ist. Je höher man das Wasser pumpt, um so kleiner kann das Speicherbecken ausfallen.

Und nun zu den Strömungskraftwerken:

Schwingflügler:

Wiederum durch eine Recherche im Internet finden sich verschiedene Lösungsansätze nach dem Prinzip eines Hubflügels der auf und ab schwingt und auf eine Kolbenpumpen einwirkt. Im Bild schematisch das Funktionsprinzip. Realisierte Anlagen nach diesem Prinzip haben sich auf Grund der teuren und komplizierten Ölhydraulik, einfach weil man von der Klarwasserhydraulik keine Ahnung hatte und sie so vermied,  nicht gerechnet.

Unterwasserturbinen

Andere Lösungen bedienen sich eines Propellers, im Grunde einer optimierten Schiffsschraube, wie das Meeresströmungskraftwerk Sea-Gen vom britischen Unternehmen Marine Current Turbines Ltd. (MCT). Auch bei Rexroth wird man unter dem Suchbegriff Kraft aus dem Meer Rexroth drive&control 01|2009 fündig. Problem: Um den Stromgenerator auf gleichbleibende Drehzahl zu bringen, müssen die Flügel des Propellers wie bei Windkraftwerken verstellbar sein, oder man baut dazwischen ein stufenlos verstellbares Getriebe ein oder nach dem Generator einen Frequenzumwandler. Oder man bedient sich aus einer Kombination dieser Regeltechniken. Unabhängig von genannter Drehzahlregelung braucht es immer ein mehrstufiges starkes Übersetzungsgetriebe um den Generator auf hohe Drehzahl zu bringen, alles abgekapselt in einem wasserdichten, druckfesten und strömungsgünstigen Gehäuse. Damit ist noch nicht fertig. Solche Anlagen müssen, um sie zu warten, jedes Mal über Wasser gehoben werden. Um dies zu ermöglichen, hängen solche Kraftwerke an einem Turm der über das Wasser ragt und über den sich das ganze Werk hochziehen lässt.

Dieser enorme technische Aufwand kann wiederum durch Kolbenpumpen umgangen werden.

Das Einzige, das vor Wasser geschützt sein muss, sind die Lager der Kurbelwelle und der Pleuel. Dies lässt sich leicht und kostengünstig bewerkstelligen. Alles ansonst kann in Wasserumgebung laufen und braucht kein druckfestes oder wasserdichtes Gehäuse. Wartung kann wie bei den Wellenkraftwerken von Tauchern erfolgen, da braucht es keine Hubvorrichtung um die ganze Anlage mit enormen Gewicht aus dem Wasser zu heben. Eine einzige Peltonturbine statt vieler komplizierter Unterwassergondeln kann auf einem Ponton installiert werden wo alle Druckleitungen der Anlage zusammenführen. Peltonturbine kann auch leicht zugänglich  wie bei Oyster am Strand laufen. Auf eine technische Frage, die zu Recht bei Fachkompetenz aufkommt, wollen wir hier noch antworten. Je nach Wellenhöhe und Frequenz schwankt die Energie um Faktor 1.000. Entsprechend  baut sich der Druck in den Zylindern auf.  Für Unterwasserturbinen die direkt an eine Kolbenpumpe gekoppelt sind hat man die Wahl zwischen einem stufenlos verstellbaren Axialmotor oder man setzt auf ein Ventilspiel das die Intervalle zwischen den Druckstößen regelt. Stufenlose Axialmotoren für Klarwasser sind eine einfache Technik.  Bei Schwingflügeln wie Bild weiter oben braucht nur ein weiterer Zylinder die Verankerung am Arm verschieben. Weitere Möglichkeit ergibt der Einsatz von  2 oder 3 verschieden Zylindergrößen. und auch die Peltonturbinen können mit verschiedenen Laufrädern ausgerüstet werden. Wenn Sie näheres erfahren wollen, können Sie uns gerne kontaktieren.

Offshore Energieparks:

Selbst Meeresflächen werden knapp. Gegen die Nutzung von Meeresflächen gibt es zum Schutz der Natur eine Menge von Einschränkungen und dazu kommen noch Einschränkungen zu Gunsten der Schifffahrt bis zum Militär. Um die zur Verfügung stehenden Flächen möglichst voll zu nutzen, kann man bei Offshore Windparkanlagen an die Installation von zusätzlichen Wellen- und Strömungskraftwerken denken. Nachdem wir nun die Möglichkeit bieten, sei es durch die Wellenkraftwerke, sei es durch die Windkraftwerke Presswasser zu erzeugen, kann man für beide Energiequellen eine einzige Peltonturbine installieren.

Energiegewinnung aus Flüssen und Bächen:

Während in Ländern wo weder Umweltauflagen noch behördliche Genehmigungen die Installation von Minikraftwerken, also auch mit nur mit 0,5 kW, weder regeln noch verhindern, versorgen, wie zum Beispiel in Vietnam, solche Stromerzeuger in kaum zu glaubender Menge Haushalte. Allen diesen Kleinkraftwerken ist gemeinsam, dass es Turbinen sind, die drehen, und diese verlangen durch Rückstauung und so weiter immer einen Eingriff in die Natur und Fische werden durch die hohe Drehzahl der Radschaufeln zerschlagen. So ist hierzulande an einer Installation solcher Maschinen nicht zu denken. Wofür eventuell trotzdem eine Möglichkeit bestehen würde könnten Hubflügelanlagen sein die man unsichtbar unter Wasser versenken könnte. Die Druckleitungen könnten unterirdisch zu einer auch entlegenen Peltonturbine führen. Für die Fauna wären solche Kraftwerke keine Belastung und auf Mauerwerk könnte unter Umständen ganz verzichtet werden.

Gezeitenkraftwerke auch durch Kolbenpumpen einfacher.

Bei Gezeitenkraftwerken ist man nicht nur mit den Problem konfrontiert, dass die Rotoren der Niederdruckturbinen mit konstanter Drehzahl drehen müssen, sondern dass bei Wechsel der Flussrichtung die Drehrichtung und der Wirkungsgrad erhalten bleibt. In welcher Richtung ein Schaufelrad sich dreht ist hingegen für eine Kolbenpumpe belanglos.

Wellenkraftwerke durch Ölhydraulik in einer Sackgasse?

Versprechungen gegen Ölverlust  die nicht gehalten werden können.

Wer Maschinen nur mit Ölhydraulik im Verkaufsprogramm hat,  wird immer genug  Argumente finden, um glaubhaft zu machen, dass Ölverluste nicht vorkommen werden. Wenn Sie sich aber im Baugewerbe Maschinen älterer Bauart ansehen, Sie werden kaum eine finden, wo nicht Öl Spuren hinterlässt. Falls Sie dies  Aussage  als unberechtigten Angriff auf die Ölhydraulik sehen, laden wir Sie  ein, sich folgende Seiten an zu sehen, immer ohne den drei w, denn wir vermeiden Verlinkungen: Um dies zu untermauern schauen Sie bitte auf (ohne www) .ifas.rwth-aachen.de/Main/Veroeffentlichungen/Biooele%20in%20Hydraulikanlagen.pdf

Dort ist zu lesen:

--------------"Eine Langzeituntersuchung an einem Liebherr Baubagger komm bei 850 Liter Öl im System auf 43 Liter Leckageverlust pro 1.000 Betriebsstunden."

Trotz dass Liebherr wohl zu den besten Baumaschinen der Welt gehört. Nun zu den Wellenkraftwerken, und schauen sie bitte (wir vermeiden die 3 w) unter: nachhaltigkeit.org/200904171425/energie-kohlendioxid/interviews/auf-der-welle-zur-energie#comment-61

In diesem Bericht "Auf der Welle zur Energie" kommt der namhafteste Experte   für Wellenkraftwerke, Herr Neumann zu Wort, und im Anhang antwortet er am 23.06.o9 auf unser Kommentar zu unseren Gunsten wie wir es niemals erwartet hätten. Wir zitieren nur einen Satz und laden Sie ein, den ganzen Bericht und alle Kommentare zu lesen.

Zitat:

Aus meiner Sicht als "externer Beobachter" der meisten Technologien, so wie auch Pelamis, kann ich nur sagen dass Ölhydraulik tatsächlich keine Lösung ist, in der wir grosse Zukunftsfähigkeit sehen (Vor allem im Hinblick auf Tausende von Kraftwerken im Meer). Einige Konzepte benötigen sogar wesentlich mehr Öl als Pelamis. Auf unserem eigenen "Kreaftwerks-Fossil" auf Pico/Azoren haben wir sehr schmerzhafte Erfahrungen mit Hydrauliksystemen gemacht, die laut "Experten" zwar immer 100%-ig dicht sind aber dann eben doch immer Öl verlieren.

-------------------------- Ende des Zitats:

Zu den einzelnen Kraftwerken wo auf Ölhydraulik gesetzt wird:

Als erstes Beispiel nennen wir die Kraftwerkvisionen vom Weltkonzern Bosch Rexroth:

 Unter dem Suchbergriff "Bosch Rexroth Wellenkraftwerke" wird man fündig. Weil über den Text zum Innenleben dieser Anlage wenig zu erfahren ist, wollen wir die Zeichnung interpretieren. In der Mitte der Zeichnung sieht man einen Zylinder der ein Fluidum zuerst in einen Speicher, auch Akkumulator genannt, pumpt. Von dort gelangt es dann zu einem stufenlosen Hydraulikmotor , der einen Generator antreibt. Jeder einzelne Schwimmkörper ist Träger einer Umwandlungseinheit und Unterseekabel leiten den Strom zu einer Zentrale. So jedenfalls interpretieren wir die Grafik. Genauere Auskunft bitte selbst bei Bosch Rexroth AG einholen, auch über die Kontaktadresse für Medienorgane:(ohne www) .boschrexroth.com/country_units/europe/germany/de/presse/presseinformationen/produktinformationen/bri_de/PI_036_09_de/PI_NNN_JJ_de.pdf

Mit Klarwasserhydraulik, also mit Zylinder für reines Wasser statt für Öl, brauchen nur diese unter Wasser, dazu noch ungeschütz, installiert werden.  Der Rest der Anlage,  hautpsächlich der Generator, kann entweder an Land oder  auf einen Ponton installiert werden.   Dieses Kraftwerk von Bosch  sowie auch folgende Kraftwerke stehen bei uns schon lange in Kritik. Um diese Kritik öffentlich über Internet zugänglich zu machen. denn Medien verwehren sich dagen, zu mächtig ist Bosch, und was Bosch macht und als Vision verkündet, kann einfach nicht falsch sein,  mussten wir zuvor die Beweisführung  für  vernünftiger Technik durch Oyster abwarten. 

Weiteres Kraftwerk mit Ölhydraulik ist Pelamis

Wer sich die Mühe macht, über Internet weitere Lösungsansätze für die Umwandlung von Wellenenergie in Stromenergie zu suchen, stößt auf Pelamis , woran auch e.on  beteilgt ist. Anschauliche Videos, auch mit animierter Funktionsweise, findet man auf youtube. Auch unter den Suchbegriff "Pelamis" findet man reichliche Information. Um nun unsere Lösung mit Wasserhydraulik der Lösung mit Ölhydraulik gegenüber zu stellen, schauen wir uns erstmal näher an, wie Pelamis funktioniert. Was man durch die Recherche im Internet erkennen kann:  Stahlröhren mit beachtlicher Größe sind durch als Kurzmodul ausgebildete Scharniergelenke doppeltgelenkig und flexibel gegeneinander verbunden und knicken, der Wellenbewegung folgend, ein. Dieses Einknicken wird von Hydraulikzylindern aufgefangen und diese pressen nicht umweltfreundlich und kostengünstig  Wasser, sondern Öl zuerst, wie beim Entwurf von Bosch Rexroth auch,  zu einem Akkumulator, der zur Glättung der Pulsschläge dient. Dann gelangt das Öl immer unter hohen Druck zu einem stufenlos verstellbaren Hydraulikmotor und der treibt am Ende den Generator an. Jeder Schwimmkörper ist Träger von 2 solchen hydraulischen Umwandlereinheiten mit Ausnahme der Schlangenenden.  Eine kostenintensive Konstruktion und  bei solchen Kosten verbietet es sich, mit kurzen Schwimmkörpern zu arbeiten, denn dadurch würde durch die hohe Anzahl der Umwandlereinheiten eine Kostenexplosion entstehen. Ökonomisch vertretbar sind also nur lange und dafür wenige Kettenglieder, auch wenn man dabei auf eine entsprechende Wellenlänge angewiesen ist, eine Wellenlänge wie man sie erst in einer gewissen Entfernung und einer gewissen Wassertiefe vorfindet. In Kauf nimmt man dabei den sehr teuren Anschluss über einen langen Unterseekabel. So ist die Konstruktion alla  Pelamis nicht nur teuer sondern zieht auch Einschränkungen mit sich. Und alles nur weil man auf Ölhydraulik setzt.

Weil Wasser 30 Mal dünnflüssiger ist als Öl, lässt es sich kostengünstig und mit wenig Druckverlust auch durch lange Schläuche oder Rohre fördern, also bezogen auf Pelamis von einem Schlangenende zum anderen Schlangenende, und statt einer Vielzahl von kostenintensive Umwandlungseinheiten braucht es nur eine.

Im Bild eine solche Seeschlange nach unserem Konzept mit einem einzigen von einer Peltonturbien angetriebenen Stromgenerator in der Mitte.

 

Noch ein Kraftwerk mit Ölhydraulik:

Wave Star Energy.  Auch wenn die Ölhydraulik über Wasser ist,  Havarien können immer passieren.  Und wie bei Pelamis oder Kraftwerk von Bosch wäre die Lösung mit Peltonturbine wesentlich vorteilhafter.

 

Hoher Wellengang bis zum Zunami:

Pelamis rühmt sich, dass es in der Lage ist, durch übertrieben große Wellen einfach durch zu tauchen. Den  dafür notwendigen konstruktiven Aufwand  wollen wir nicht kommentieren. Auch nicht, ob am Ende alle Versprechungen halten. So kommen wir wieder zu weiteren Vorteilen der Klarwasserhydraulik. Sollte sich unser Konzept gegenüber der ölhydraulischen Lobby durchsetzen und auch realisiert werden, dann geht das sicherlich nicht von Heute auf Morgen und in der Zwischenzeit wir es voraussichtlich weltweit Frühwarnsysteme gegenüber Monsterwellen geben. Unsere Lösung um solche Wellen schadlos zu überstehen: Wir lassen unsere Wellenkraftwerke einfach durch Fluten auf den Meeresboden absinken.

Unsere Vision eines abgeänderten Pelamiskraftwerkes:

Wenn nun die Kolbenpumpen als Kostenfaktor nur mehr einen Bruchteil der Gesamtkosten ausmachen, dann kann man auch Anlagen bauen, wo viele  kleine Schwimmkörper mit einer Vielzahl  von Kolbenpumepen die Wellenenergie auffangen,  wie Bild unten, wir nennen solche Anlagen Wellenkraftteppiche. Ob nun die Wellen lang sind, wie auf offener See, oder kurz wie an Strandnähe, solche Kraftteppiche geben immer Energie ab.

Eine Peltonturbine  ist wesentlich preiswerter, kompakter und langlebiger und einfacher als ein  Ölmotor, selbst in der Regelung und Wartung:

Peltonturbinen sind zur Gänze unempfindlich gegen pulsierende Wasserstrahle, brauchen also im Gegensatz zur Ölhydraulik keinen Akkumulator, und lassen sich ganz einfach durch Drosselung des Strahls in der Drehzahl genau regeln. So reicht eine einzige Peltonturbine für den gesamten Strang, auch wenn er in Zukunft länger werden sollte. Größe und Anzahl der Glieder können so der Beschaffenheit des Meeres angepasst werden, und können sogar gegen Strandnähe fortlaufend, weil die Wellen immer kürzer weden, kleiner ausfallen. Am Ende gelangt dann das Presswasser über Stahlrohre zum Strand wo das Peltonkraftwerk zugänglich und vom Meer geschützt installiert ist.

Eine beliebige Anzahl von ganz einfachen und preiswerten Kolbenpumpen  treiben einen einzigen Generator an

Wenn Sie nun unser Konzept bewerten, dann berücksichtigen Sie bitte, dass für alle Projekte, ob für Energie aus Wellen oder Strömungen, mit den Peltonturbinen immer das gleiche Antriebssystem in Frage kommt. Mann kann so das Presswasser aus einer Kombination von Wellenkraftwerken, Strömungskraftwerk und Windkraftanlagen zentral zusammenführen und mit einem einzigen Generator,  Strom erzeugen. Ölydraulische stufenlose Motoren bekommt man nicht über 1000 kW Leistung. Welche Größenordnung und Leistungsdichte man mit einer einzigen Peltonturbine erreichen kann, brauchen wir hier gar nicht an zu führen, Wikipedia gibt Auskunft. Was es nun heißt, mit Großanlagen zu fahren, soll folgender Preisvergleich deutlich machen: Eine Peltonturbine für 100 kW kostet ca. 70.000 Euro. Eine für 1.000 kW nur 300.000 Euro, uns so geht es weiter. Peltonturbinen haben einen guten Wirkungsgrad, besser als 90 %, wenn mit Hochdruck über 50 bar gefahren wird, und wichtig, das Teillastverhalten ist sehr günstig, bereits bei ca. 30 % der Nennleistung wird der maximale spezifische Wirkungsgrad erreicht.

Ein weiteres Unding, bedingt durch die Ölhydraulik:

Der Konstrukteur, für welches Meereskraftwerk auch immer, steht vor fast unlösbaren Problemen, wenn er die anfallende Wartung oder mögliche Havarien berücksichtigen soll. Alles muss abgekapselt und abgesichert sein. Mit Klarwasserhydraulik hingegen bieten sich vorteilhafte und preisgünstige Lösungen, die mit Ölhydraulik niemals möglich wären.  Zylinder, Schläuche und Ventile können freischwebend über Wassern oder gar unter Wasser eingebaut werden. Zur späteren Wartung bei Ölhydraulik: Kaum dreht jemand an einer Schraube einer ölführenden Verbindung, sofort rinnt Öl aus. Und lässt sich eine Verbindung nur mit Gewalt öffnen, dann wird dies für die Wartungstruppe ein schier unlösbares Problem. Um so mehr , wenn die Arbeit unter Wasser anfällt. Klarwasserhydraulische Anlagen können unter Wasser problemlos von Tauchern repariert und gewartet werden. Alles, was wir hier von uns geben, wollen wir nicht als Pioniere für uns beanspruchen, denn zu ähnlichen Schlüssen sind bereits andere gekommen wie Oyster und  Searaser Alvin Smith beweisen.

Windkraftwerke mit Kolbenpumpe und Peltonturbine ?

Überlegungen als Einleitung: Wer Richtung Süden die Ebene verlässt und in die Alpen kommt, kann sich wundern, warum keine Windräder zu sehen sind. Umso mehr, wenn er einen Ausflug in die Höhe wagt und am eigenen Körper spürt, welches Energiepotential an seiner Kleidung zerrt. Die Antwort dafür ist zweifach: Einmal verhindert  der Trend zu immer größeren Windkrafträdern  dass man soche Anlagen über schmale  und kurvige Gebirgsstraßen hoch bekommt, dann  fehlt es an einer bezahlbaren geeigneten Regelung um bei stark wechselnden Windverhältnissen am Generator die geforderte Drehzahl in einem Bereich zu bekommen, der für die Stromerzeugung taugt. Windstöße belasten dazu die Flügel sehr, und auch das kann für Großanlagen zum Verhängnis führen.  Bei Windkraftanlagen mit Getriebe  kann auch dieses durch Windstöße  überbeansprucht werden.

Kostenintesiv ist die gängige Technik der Regelung:

Heutige Windkraftwerke werden einmal durch Blattverstellung geregelt und damit man den Strom einspeisen kann, zusätzlich durch Frequenzumwandler. Abgesehen davon, dass ein so geregeltes Windkraftwerk nur innerhalb eines beschränkten Bereiches der Windgeschwindigkeit arbeiten kann, muss sich die Blattverstellung nach den Bedürfnissen der Generatoren richten und nicht nach der besten Ausbeute der Windgeschwindigkeit. Dagegen Abhilfe schaffen neuerdings hydrostatische Überlagerungsgetriebe zwischen Windrad und Stromgenerator. Treten Windböen in Stößen auf, dann bleibt einmal das Probleme durch Überlastung und dann das Problem einer mangelnden Verstellgeschwindigkeit. Wenn nicht alles, technisch kann man sehr viel machen. Nur, jemand muss bezahlen. So teuer auch die in der Gondel verpackte Technik, die heute geboten wird, ist, sie erlaubt nur einen bedingten Einsatz im Hochgebirge.

Und wieder Kolbenpumpen als einfach und effiziente Lösung.

 

Windräder, die eine Kolbenpumpe antreiben, kennt man schon seit Generationen, allerdings nur zur Wasserversorgung im Niederdruckbereich.

Kolbenpumpen auch für Höstdrücke sind technisch kein Problem, und was wie bei Oyster unter Wasser funktioniert, funktioniert auch über Wasser.Die komplizierte Technikheutiger Anlagen hat auch einen entsprechenden Wartungs- und Esatzteilbedarf. Wer viel durch Deutschland auf Achse ist, dem wird nicht entgehen, dass sehr oft bei Windkraftparken ein oder gleich mehrere Räder stehen. Das lässt vermuten, dass die Störanfälligkeit höher ist als man zu gibt. Komplizierte Technik freut so den Hersteller durch laufenden Ersatzteilverkauf, um so weniger den Betreiber. Wir brauchen hier nicht zu erklären, wie einfach und betriebssicher Kolbenpumpen gebaut sind, und einen Wirkungsgrad von über 90 % aufweisen können, genug entsprechende Information gibt Internet. Dank  stufenlos regulierbare Axialkolbenpumpen  liefern solche Windkraftparke immer Strom, ob bei Sturm oder ganz lauen Wind, und zwar Strom, den man ohne Frequenzumwandler gleich ins Netz einleiten kann. Weiterhin kann der Wind durch gezielte Blattverstellung optimal genutzt werden. Optimale Windausbeute erhöht die Wirtschaftlichkeit und beeinflusst am Ende auch die Investitionskosten. Kolbenpumpen  machen weiterhin eine Bremse überflüssig. Wie Kolbenpumpen haben auch Peltonturbinen einen sehr hohen Wirkungsgrad über 90 %, also alles sehr effizient. Der Verlust in den Rohrleitungen hängt davon ab, wie weit das Wasser gefördert wird und welcher Rohrquerschnitt sich gegenüber den Investitionskosten rechtfertigt. Pauschal kann man davon ausgehen, dass für Druckleitung und Rückführung 2% Energie auf 100 m Wasserleitung verloren gehen. Ob diese 2 %  Verlust vertretbar sind, muss man im Kontext sehen. Was am Ende zählt, ist, wieviel Energie man im Verhältnis zur Investition retour bekommt, was die Wartungskosten ausmachen, was die Risiken sind, was die Versicherungen kosten, und ganz entscheidend,  wie hoch die Lebensdauer ist.

Keine Anlaufschwierigkeit durch Pumptechnik:

Eine stufenlos verstellbare Kolbenpume lässt sich auf Null Förderleistung verstellen und dreht so leer.

Weiteres Argument das für das Konzept mit Kolbenpumpe und Peltonturbine spricht:

Weltweit gibt es unüberschaubar viele windgünstige Standorte um Windkraftwerke zu installieren, nur, man kommt wegen der Sperrigkeit der Großanlagen nicht hin. Reduzieren sich dank Wasserpumpen die Kosten des Innenlebens der Gondel auf Bruchteile, dann sind Parke mit vielen kleinen Rädern statt wenigen großen Rädern rentabel. Viele kleine Windräder unter 10 m Höhe statt ein großes Windrad sind weder in Deutschland noch in Österreich genehmigungspflichtig?

Kostenvergleich:

Während wir bei Kraftwerken für Energie aus dem Meer alle bisherigen Konzepte und Visionen  mit Ausnahme von Oyster in Frage stellen, sind wir bei Windkraftparken vorsichtig in der Beurteilung. Gegen Großwindrädern auf ausgewählten Standorten kann unser Konzept sicherlich nicht konkurrieren. Ergibt sich aber die Notwendigkeit, sich, aus welchen Gründen auch immer, auf Kleinkraftwerke zu beschränken, dann sind wir entschieden im Vorteil. In Kleinkraftwerken bis 60 kW verschlingt das Innenleben der Gondel ca. 40 % der Gesamtkosten. Kolbenpumpen nur 20 % von diesen 40 %. Für einen Park mit vielen Windrädern kostet eine Peltonturbine für 1.000 kW nur 300.000 Euro.

Also Ökodesign gegenüber Profitdesing in der Kosten- Nutzungsrechnung

Traditionelle Windkraftwerke sind für 20 Jahre Laufzeit ausgelegt. Ein solcher Windpark muss also innerhalb eines Menschenlebens 4 x neu finanziert werden, wobei niemand sagen kann, was eine solche Anlage später mal kostet und ob die Rohstoffe dafür nicht jeden Finanzierungsrahmen sprengen. Windkraftwerke alla Ökodesing überdauern lange ein Menschenleben und  bessere Geldanlagen für Rentenfonds gibt es nicht.

Wellenkraftwerk Pelamis,  Wave Star Enegy, Marine Current Turbine, Vison von Bosch  haben wir bereits beurteilt.  Neben diesen Projekten, die gegenüber Oyster keine Chance für die Zukunft haben werden, gibt es noch eine Reihe von weiteren Projekten denen wir keine Zukunft einräumen:

Einen schnellen un umfassenden Überblick bekommt man am Besten über die Bildgallerie unter google, und unsere Kommentare beruhen sich auf dem was dort zu finden ist:

Prinzip der oszyllierenden Wassersäule: Eine enormer Betonhohlkörper. ähnliche einem Resonanzkasten, lässt über eine Öffnung unter Wasser  dem Auf und ab der Wellen folgend Wasser ein und  ausströmend, wobei der Wasserspiegel im Hohlkörper steigt und fällt und so Luft entweder ansaugt oder ausbläst.  Dieser Luftstrom treibt eine Turbine an.  Die Kritik an diesem Kraftwerk: Man kann nicht einfach alle Küsten zu betonieren und weiterhin macht die aus- und einströmende Luft einen höllischen Lärm.

Osmosekraftwerk: Flüssen wird der freile Zufluss ins Meer versperrt und der osmotische Druckunterschied zwischen Süßwasser und Salzwasser wird zur Stromgewinnung verwendet. Flüssen den freien Zufluss ins Meer zu versperren ist ein zu großer Eingriff in die Natur.

OTEC Kraftwerke die die Temperaturdifferenz zwischen  der Oberfläche und den Meerestiefen nuzen: Holt man kaltes Wasser in enormen Mengen von den Meeerestiefen hoch, dann rückt wärmeres Wasser nach.  Auf dem Meeregrund liegt eine enorme Menge Methaneis, als Energieträger weit mehr als Kohle und Erdöl. Wenn nun wärmeres Wasser nachrückt, dann kann  dieses Methaneis hochkommen. Methan ist 20 Mal schädlicher als CO₂ .

Fortsetzung folgt

Wellenkraftwerk Pelamis,  Wave Star Enegy, Marine Current Turbine, Vison von Bosch  haben wir bereits beurteilt.  Neben diesen Projekten, die gegenüber Oyster keine Chance für die Zukunft haben werden, gibt es noch eine Reihe von weiteren Projekten denen wir keine Zukunft einräumen:

Einen schnellen un umfassenden Überblick bekommt man am Besten über die Bildgallerie unter google, und unsere Kommentare beruhen sich auf dem was dort zu finden ist:

Prinzip der oszyllierenden Wassersäule: Eine enormer Betonhohlkörper. ähnliche einem Resonanzkasten, lässt über eine Öffnung unter Wasser  dem Auf und ab der Wellen folgend. Wasser ein und  ausströmend, wobei der Wasserspiegel im Hohlkörper steigt und fällt und so Luft entweder ansaugt oder ausbläst.  Dieser Luftstrom treibt eine Turbine an.  Die Kritk an diesem Kraftwerk: Man nicht einfach alle Küsten zu betonieren  weiterhin macht die aus- und einströmende Luft einen höllischen Lärm.

Osmosekraftwerk: Flüssen wird der Zufluss ins Meer versperrt und der osmotische Druckunterschied zwischen Süßwasser und Salzwasser wird zur Stromgewinnung verwendet. Flüssen den freien Zufluss ins Meer zu versperren ist ein zu großer Eingriff in die Natur.

OTEC Kraftwerke die die Temperaturdifferenz zwischen  der Oberfläche und den Meerestiefen nuzen: Holt man kaltes Wasser in enormen Mengen von den Meeerestiefen hoch, dann rückt wärmeres Wasser nach.  Auf dem Meeregrund liegt eine enorme Menge Methaneis, als Energieträger weit mehr als Kohle und Erdöl. Wenn nun wärmeres Wasser nachrückt, dann kann  dieses Methaneis hochkommen. Methan ist 20 Mal schädlicher als CO₂ .

Fortsetzung folgt