Wellenkraft – Energiequelle mit hohem Potenzial
Als CorPower Ocean nach Lagerlösungen für seinen weltweit führenden Wellenenergiewandler suchte, waren schwere Lasten und langsame Drehbewegungen das Hauptproblem. Der erste Wandler in Originalgröße soll in Kürze mit intelligenten Lagern von SKF getestet werden.
Wellenenergie ist eine der größten sauberen Energiequellen der Welt. Sie hat das Potenzial, zehn Prozent des globalen Energiebedarfs zu decken. CorPower Ocean in Stockholm arbeitet an einem weltweit beachteten Wellenenergieprojekt.
„Das Interessante an Wellenenergie ist, dass sie ein konstanteres Leistungsprofil hat. Deshalb kann sie beim Übergang zu einem hundertprozentig erneuerbaren Energiesystem eine wesentliche Rolle spielen und Grundenergien wie Kohle und Kernkraft zu ersetzen“, sagt Patrik Möller, Geschäftsführer von CorPower Ocean.
Das 2010 gegründete Unternehmen CorPower Ocean hat nach diversen Lernphasen nun erstmalig einen Wandler in Originalgröße entwickelt, der im Sommer 2022 auf dem werkseigenen Prüfstand getestet und im Herbst 2022 vor der Küste Portugals im Meer installiert wurde. Ziel ist, bis 2024 ein kommerzielles Endprodukt auf den Weltmarkt zu bringen.
„Wir wollen in Schweden ein bedeutendes Exportunternehmen für den Bau und die Lieferung von Wellenenergiewandlern werden und sehen für diese Technologie ein unglaubliches Absatzpotenzial“, erklärt Möller.
Hilfe gesucht
Einer der Partner in diesem Projekt ist SKF. Weil CorPower Ocean bei den verschiedenen Lagertypen sowie bei Schmierung und Überwachung Unterstützung benötigte, stieg SKF schon früh ein. „Wir standen am Anfang vor einigen Herausforderungen: langsame Drehbewegungen und extrem hohe Lasten“, sagt Jacob Ljungbäck, Maschinenbauingenieur bei CorPower Ocean und verantwortlich für die Konstruktion von Teilen des Produkts.
Wir sehen für diese Technologie ein unglaubliches Absatzpotenzial.
Patrik Möller, Geschäftsführer von CorPower Ocean.
Wenn er die Last- und Drehzahlwerte in den Online-Rechner von SKF eingab, erschien die Mitteilung „Error“. „Da wurde mir klar, dass ich etwas mehr Hilfe benötigte. Deshalb wandte ich mich an SKF“, so Ljungbäck.
Yvonne Rydberg bei SKF erinnert sich gern daran: „Für mich als Anwendungsingenieurin war es richtig schön, schon so früh an diesem Projekt mitzuwirken. Wenn man später beteiligt wird, besteht die Gefahr, dass es nur noch um Problemlösungen geht. Jetzt aber waren wir von Anfang an dabei und konnten unser Know-how schon in der Entwicklungsphase des Konzepts beisteuern.“
Workshop bei SKF
Zunächst tauschten die Beteiligten sich regelmäßig per Telefon und E-Mail aus. Viele Fragen kamen zur Sprache, aber um weiter zu kommen und größere Fortschritte zu erzielen, wurde ein Workshop bei SKF in Göteborg organisiert.
„Wir verbrachten einen ganzen Tag damit, alle Aspekte eines Lagers zu beleuchten – vom Lagertyp über Dichtungslösungen und Lagergröße bis zu Schmierung und Einbau“, erklärt Rydberg. „Dabei konnten wir viele Zusammenhänge finden.“
Auch Ljungbäck fand den Workshop hilfreich. „Für mich war es äußerst nützlich, alle Aspekte eines Lagers an einem einzigen Tag zu besprechen. Das hat uns in der Entwicklungsphase sicherlich mehrere Wochen erspart“, betont er.
Auf dem Workshop entwarf das Team ein vielversprechendes Grundkonzept, das die Basis für eine Reihe von Modellen bildete. „Insgesamt haben wir vier Lagermodelle entwickelt, die wir zurzeit testen“, so Ljungbäck. „Wir hoffen, dass wir später bei der Auswertung der Lager Unterstützung von SKF bekommen, um so die kostengünstigste Lagerlösung für diese Anwendung zu finden.“
Bei SKF freut sich Yvonne Rydberg schon auf die Fortsetzung des Projekts. Sie betont, wie wichtig es sei, in einem derartig frühen Entwicklungsstadium zusammenzuarbeiten, wenn erst wenige Parameter feststehen. „An diesem Punkt können wir am meisten bewirken, und der Kunde profitiert maximal von unserem gesammelten Know-how.“
Vorteile enger Zusammenarbeit
Für Kunden bringt die enge Zusammenarbeit mit SKF in frühen Stadien von Konstruktionsprozessen zahlreiche Vorteile:
- Fokus auf ein Ziel oder eine Vision – mehr als einfach nur Problemlösung
- Kostenvorteile – Identifizierung der richtigen kommerziellen Lösung für die Aufgabe
- Zeitersparnis – Beschleunigung der Verifikationsphase, in der alle getroffenen Entscheidungen und gefundenen Lösungen auf dem Prüfstand stehen
- Nutzung von Kompetenzen – Zugang zum gesammelten Know-how und dem Erfahrungsschatz von SKF
Wellenenergie mit Zukunftspotenzial
Wellenenergie ist eine gigantische potenzielle Quelle für grüne Energie. Nach Ansicht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) ließen sich mit Wellenenergie jährlich nahezu 30.000 TWh produzieren. Das entspricht mehr als dem Zehnfachen des gesamten europäischen Stromverbrauchs pro Jahr.
Wellenenergie könnte Strom in großem Stil erzeugen und mit anderen erneuerbaren Quellen wie Gezeiten- und Windkraft kombiniert werden. Sie ist eine potenzielle Quelle für saubere Energie zur Versorgung von entlegenen Inseln und Offshore-Anlagen, Fischfarmen, Öl- und Gasplattformen oder überall dort, wo bisher keine Netzinfrastruktur vorhanden ist.
„Wellenenergie ist immer noch eine der größten ungenutzten Quellen für erneuerbare Energie auf der Erde. Sie hat ein gewaltiges Potenzial für die kommerzielle Energiegewinnung in den kommenden Jahren“, sagt Michael Baumann, Global Application Account Manager für den Bereich Meeresenergie bei SKF.
Die nord- und südamerikanische Westküste und weite Teile der Nordsee bieten vielversprechende Voraussetzungen für die Gewinnung von Wellenenergie.
Technologien zur Nutzung von Wellenenergie, wie die von CorPower, sind zurzeit noch nicht so ausgereift wie die Turbinentechnologie zur Nutzung von Gezeitenströmungen. Aber das Potenzial von Wellenenergie ist wesentlich größer als das von Gezeitenkraft.
Bisher wurden einige Prototypen zur Gewinnung von Wellenenergie unter rauen Meeresbedingungen getestet. Die Entwicklung der Wellenenergie steckt in einem frühen Stadium, noch ist Wellenenergie relativ teuer. Aber die Aussichten, dass sie billiger wird, sind sehr gut. Es muss sich noch herausstellen, ob die entsprechenden Technologien zuverlässig arbeiten und ihre Energieerzeugungskosten (LCoE) mit denen der Offshore-Windenergie konkurrieren können.
Die „Green Deal“-Initiative der EU stellt innerhalb des Forschungsrahmenprogramms „Horizon“ beträchtliche Mittel für Wellen- und Gezeitenkrafttechnologien bereit. Erstes Ziel ist, Meeresenergiekapazität in der Größenordnung von 100 MW zu installieren, die dann bis 2030 auf ein Gigawatt ausgebaut werden soll.
SKF integriert Komponenten synergetischer Branchen, der Schifffahrts-, Windkraft-, Wasserkraft-, Öl- und Gasindustrie, um einige der technischen Schwierigkeiten bei der Entwicklung der Wellenenergie zu bewältigen.
Das CorPower Ocean Projekt – Stand heute:
- CorPower hat den „Ironman-Test“ durchgeführt, einen Test bei kontinuierlichem Betrieb und unter Einwirkung aller denkbarer Wellenbedingungen einschließlich extremer Wogen bei Sturm.
- Die Vorbereitungen für die Testanlage vor der portugiesischen Küste bei Aguçadoura sind abgeschlossen. Das Vertäuungssystem UMACK (Universal Mooring, Anchor & Connectivity Kit) und ein 6,2 Kilometer langes stromabführendes Kabel sind installiert. Die Modernisierung/Aufrüstung des Umspannwerks ist beendet.
- Der Antrieb ist fertiggestellt und von Schweden nach Portugal transportiert worden. Dort soll er in die Boje aus Verbundstoff eingebaut werden.
