Nemos-Anlage Bild: Nemos

Die neue Nemos-Anlage besteht aus einem länglichen Auftriebskörper, der mit drei Seilen zum Meeresgrund verspannt ist. Er wird durch Wellen zur Bewegung angeregt und überträgt mechanische Energie per Seil an einen Generator, der geschützt vor Seewasser etwa am Turm einer Windkraftanlage positioniert ist. Bild: Nemos

Der Wirtschaftsingenieur, Weltklassesegler und Olympia-Medaillen-Gewinner Jan Peckolt hat ein Wellenkraftwerk entwickelt, das die Meereswellen in Offshore-Windparks in Strom umwandelt. Was sein Konzept von anderen unterscheidet und warum es einen einzigartigen Wirkungsgrad von bis zu 80 Prozent aufweist, erklärt der Duisburger im Interview mit ke NEXT.

Herr Peckolt, was ist der wesentliche Unterschied zu anderen Systemen zum Gewinn von Energie aus Meereswellen?
Zum einen ermöglichen die erzwungenen vertikalen und horizontalen Bewegungen des Auftriebskörpers deutlich höhere Wirkungsgrade als bei anderen Systemen. Zum anderen sorgen die länglichen, automatisch parallel zur Welle ausgerichteten Auftriebskörper dafür, dass die Anlage stets eine große Wirkbreite aufweist und damit einen großen Energiestrom „ernten“ kann.

Jan Peckolt
„Bei Anlagen mit fünf Schwimmkörpern sind Nennleistungen von über einem Megawatt geplant. Dies hängt jedoch maßgeblich von der verfügbaren Energie des Standorts ab“, erklärt Jan Peckolt, Wirtschaftsingenieur und Segler (Bild: Nemos).

Die Wirkungsgrade in der ersten Umwandlungsstufe – vom Hydromechanischen ins Mechanische – von bis zu 80 Prozent werden durch die günstige Bewegungsbahn erzielt. Eine innovative mechanisch-elektrische Generatoreinheit sorgt in der zweiten Energiewandlungsstufe – also vom Mechanischen ins Elektrische – für Wirkungsgrade von ebenfalls bis zu 80 Prozent. Die Generatoren und alle anderen gegen Seewasser empfindlichen Komponenten, wie etwa die Steuerung, verlagern wir in den trockenen Bereich; denn viele andere Wellenenergie-Projekte sind daran gescheitert, dass sich deren Energiewandlungseinheiten im nassen Bereich befanden.

Apropos trocken: Sie benötigen also immer ein aus dem Wasser herausragendes Bauwerk wie etwa einen Windkraftturm?
Das stimmt. Wir planen zunächst den Aufbau von Stand-Alone-Wellenkraftwerken mit separaten Türmen, an denen die Generatoreinheit für drei bis fünf Schwimmkörper angebracht wird.

Wie geschieht die Anpassung an Wellen und Strömungen?

Es kommt ein hoch komplexes Automatisierungssystem zum Einsatz, dessen Sensorik wichtige Kennwerte wie Welle, Strömung und Wasserstand misst. Die Elektronik ermittelt anhand dieser Daten die Einstellwerte wie etwa die Arbeitshöhe im Wasser.

Wir haben bei Versuchen im Wellentank mehrere tausend Messungen ausgewertet, um für die verschiedensten Umgebungsbedingungen die Kennwerte für einen sicheren Betrieb der Anlage zu ermitteln. Dank dieser voreingestellten Grenzwerte sorgt das System dafür, dass das Wellenkraftwerk nie die maximalen Kräfte und Leistungen überschreitet. Auch während des Betriebs zukünftiger Anlagen werden kontinuierlich Daten gesammelt, mit deren Hilfe die Berechnungsprogramme ständig weiter verfeinert werden

Wie wandeln Sie die nicht-lineare Energie der beiden überlagerten Wellenbewegungen in netzstabile Wechselspannung um?

Hierzu haben wir mit einem deutschen Elektronikunternehmen Speziallösungen entwickelt. Doch das Grundprinzip ist einfach und wird auch in anderen erneuerbaren Energieformen angewandt: Die erzeugte Wechselspannung wird in einen Gleichstromzwischenkreis eingespeist und dann mit einem Frequenzumrichter in eine stabile, netzsynchrone Wechselspannung gewandelt.