A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

Robuste Leitungen für Wellenkraftwerk

01 Die zweite Generation der Testmodule von Sinn Power ist seit Juni 2018 am Hafen von Heraklion, Kreta, im Einsatz. Salzwasser und selbst ein Sturm mit 10 m hohen Wellen konnten ihnen hier bislang nichts anhaben

01 Die zweite Generation der Testmodule von Sinn Power ist seit Juni 2018 am Hafen von Heraklion, Kreta, im Einsatz. Salzwasser und selbst ein Sturm mit 10 m hohen Wellen konnten ihnen hier bislang nichts anhaben

02 Schematische Darstellung eines Wellenkraftwerks von Sinn Power: Einzelne Module werden von Schwimmkörpern getragen, die sich mit dem Wellengang heben und senken. Eine 10 m lange Hubstange führt die Bewegung nach oben, wo sie bis zu acht Generatoren antreibt, die aus der Bewegung Strom erzeugen

02 Schematische Darstellung eines Wellenkraftwerks von Sinn Power: Einzelne Module werden von Schwimmkörpern getragen, die sich mit dem Wellengang heben und senken. Eine 10 m lange Hubstange führt die Bewegung nach oben, wo sie bis zu acht Generatoren antreibt, die aus der Bewegung Strom erzeugen

03 Simon Krüner, Elektroingenieur bei Sinn Power, erläutert dem Lapp-Vertriebs-Ingenieur Hermann Robl das Funktionsprinzip des Wellenkraftwerks von Sinn Power

03 Simon Krüner, Elektroingenieur bei Sinn Power, erläutert dem Lapp-Vertriebs-Ingenieur Hermann Robl das Funktionsprinzip des Wellenkraftwerks von Sinn Power

04 Simon Krüner verlässt sich für die Verkabelung der Sinn-Power-Generatoren auf Kabel und Stecker von Lapp

04 Simon Krüner verlässt sich für die Verkabelung der Sinn-Power-Generatoren auf Kabel und Stecker von Lapp

In Wellen stecken große Energiemengen. Diese nutzbar zu machen, hat sich die Firma Sinn Power auf die Fahne geschrieben. Dazu haben die Münchner ein modulares und kostengünstiges Wellenkraftwerk entwickelt. Die ersten Tests hat das Konzept bereits bestanden, auch dank Verbindungslösungen aus dem Haus Lapp.
Die Idee für das Wellenkraftwerk kam dem Unternehmensberater Philipp Sinn auf einem Segeltörn. Bei hohem Wellengang dachte er darüber nach, welche enorme Energie in den Wogen stecken müsse. Zuhause skizzierte er ein Konzept, wie man diese Energie möglichst kostengünstig und ohne komplizierte Technik in Strom umwandeln kann. Aus dieser Idee wurde eine Promotion, die wiederum Basis für die Gründung von Sinn Power im Jahr 2014 war. Mittlerweile beschäftigt das Unternehmen zehn Festangestellte und zusätzlich bis zu 15 Studenten, die immer wieder frisches Know-how aus dem Studium einbringen – „ein wichtiger Pfeiler unseres Unternehmens“, wie P. Sinn betont.
Für seine Idee setzt der Unternehmer Metallteile, Platinen mit Elektronik, Generatoren, Prüfstände und Kabel zu Modulen zusammen. Diese werden über eine leichte Verbindungskonstruktion zu größeren schwimmenden Feldern verbunden (Bild 2). Jedes Modul wird von einem bis zu 3 m großen Schwimmkörper getragen, der sich mit dem Wellengang hebt und senkt. Eine 10 m lange Hubstange führt die Bewegung nach oben, wo sie bis zu acht Generatoren antreibt, die aus der Bewegung Strom erzeugen. Ein Gleichlaufgetriebe soll ab der nächsten Entwicklungsstufe dafür sorgen, dass der Generator immer in die gleiche Richtung dreht, egal ob sich die Stange nach oben oder unten bewegt.
Härtetest in Heraklion bestanden
Wie gut das Konzept funktioniert, demonstriert Johannes Stuck, im Unternehmen für die Geschäftsentwicklung zuständig, mit einem Video. Es wurde letzten Winter im Hafen der griechischen Stadt Heraklion aufgenommen: Man sieht zwei Module der zweiten Entwicklungsstufe von Sinn Power. Sie sind seit Juni 2018 an der Kaimauer befestigt (Bild 1) und werden bei einem Sturm von 10 m hohen Brechern überspült. „Alles ist heil geblieben“, versichert J. Stuck. Das sei der speziellen Konstruktion zu verdanken sowie den robusten Komponenten. Zu diesen zählen auch Kabel und Stecker von Lapp.
Dass hier Komponenten aus dem Haus Lapp zum Einsatz kommen, ist der Reaktionsschnelligkeit von Hermann Robl zu verdanken. Der Vertriebsingenieur bekam den Hinweis, dass jemand von einem bisher unbekannten Kunden namens Sinn Power im E-Shop nach Kabeln und Steckern gesucht habe, die sich für den Einsatz in Salzwasser eignen. H. Robl wollte genauer wissen, um was für eine Anwendung es sich handelt. „Ich bin hingefahren – und war sofort fasziniert“, sagt er. Seitdem unterstützt Lapp das junge Unternehmen mit den gewünschten Verbindungskomponenten und technischen Informationen. „Die Technologie hat Riesenpotenzial“, sagt der Vertriebsingenieur (Bild 3).
In Echtzeit übermittelt die Anlage in Heraklion gegenwärtig Betriebsdaten zu Sinn Power nach Gauting. In der Spitze liefert jedes Modul 24 kW, im Mittel sind es 2,5 kW, allerdings mit einem kleinen Schwimmteller. Montiert man den größeren Schwimmteller mit 3 m Durchmesser, wie er für die nächste Generation der Module vorgesehen ist, verdoppelt sich der Energieertrag. Eine solche Anlage mit einer Minimalkonfiguration von 7 × 3 Modulen soll ca. 550 000 kWh pro Jahr liefern. Damit könnten rund 100 Haushalte mit Strom versorgt werden.
Wellenkraft stopft Stromlücken
Ein Nachteil vieler erneuerbarer Energien ist die mangelnde Kontinuität ihrer Stromerzeugung. Wellenkraft ist hier vielversprechend, weil sie grundlastfähig ist. Für die dezentrale Stromerzeugung, etwa um eine Insel zu versorgen, wäre so ein Kombikonzept interessant. Darüber hinaus hat Sinn Power Pläne, Wellenkraftwerke in die ungenutzte Fläche zwischen den Windturbinen in großen Meereswindparks zu platzieren; oder wie in Heraklion fest verankert an Hafenmauern.
Ideale Voraussetzungen für solche Konzepte herrschen rund um den Äquator. J. Stuck verdeutlicht das an einer Weltkarte, in der hohe, energiereiche Wellen in Grün markiert sind und die Kontinuität dieser Wellen in Blautönen. Wo beides zusammentrifft, lohnt sich der Bau von Wellenkraftwerken besonders. Ideal ist demnach die Karibik: Dort gibt es hohe Wellen übers ganze Jahr, Tag und Nacht. Wenn man bedenkt, dass die Inseln in der Karibik pro Jahr 1,3 Mrd. € für Dieselstrom ausgeben, lässt sich dort ein großer Markt für Wellenkraftwerke vermuten. Zum finanziellen Vorteil kommt hinzu, dass die Luftverschmutzung durch Dieselabgase entfällt.
Erste Projekte in Afrika
Die ersten Anfragen für die Wellenkraftwerke kommen aus Afrika, wo viele Menschen in der Nähe der Küsten wohnen und die Stromversorgung oft schlecht ist. Auf den Kapverden konnte Sinn Power bereits die ersten Schritte in Richtung eines kommerziellen Einsatzes ihres Wellenkraftwerks machen. Dort soll voraussichtlich ab 2021 der Strom für eine Shrimpfarm aus den Wellen kommen. Interesse hat auch ein Firmenkonsortium aus dem Vereinigten Königreich und Israel. Für dieses führt Sinn Power in Conakry, einer Hafenstadt in Guinea, eine Machbarkeitsstudie zum Bau eines Wellenkraftwerks zur lokalen Versorgung durch. Erste Messungen untermauern bereits, welche Vorteile eine Kombianlage in Conakry hätte: In der Regenzeit in den Monaten Mai bis September steigt die Energiedichte aus den Wellen, genau dann, wenn Sonnen- und Windenergie abnehmen.
P. Sinn ist nicht der erste, der auf die Idee kam, die Energie der Meereswellen zur Stromerzeugung zu nutzen. Frühe Versuche gab es bereits im 18. Jahrhundert. Allesamt haben sie sich nicht durchgesetzt, weil sie technisch zu aufwendig und letztlich zu teuer waren. Als Grund dafür, dass dies bei Sinn Power anders ist, nennt J. Stuck: „Wir haben ein modulares Konzept, das sich kostengünstig auf beliebige Größen skalieren lässt.“ Wettbewerber bauen ihre Wellenkraftwerke – meist aus großen, schweren Teilen und nicht skalierbar – in Schiffswerften und schleppen sie an den Einsatzort. In vielen Küstenregionen dieser Welt gibt es für solche Vorhaben keine entsprechende Infrastruktur. Sinn Power dagegen baut die Module vor Ort zusammen. Eine Zulassung vom hanseatischen Lloyd benötigt die Anlage trotzdem, denn laut Gesetz handelt es sich um ein verankertes Schiff. In nur drei Jahren habe sein Unternehmen alle Wettbewerber technologisch überholt und sei nun Marktführer, so P. Sinn, „obwohl die Wettbewerber über Jahrzehnte zigfache Mittel investiert haben“. Die zentralen Merkmale des Konzepts seien mittlerweile auch mehrfach patentiert.
Lapp von Anfang an dabei
2019 sollen die Tests ausgeweitet werden: In Heraklion werden drei neue, technisch weiterentwickelte Module installiert. Für 2020 ist dann das erste schwimmende Kraftwerk, bestehend aus 35 Einzelmodulen, geplant. Auch dort sollen Leitungen von Lapp zum Einsatz kommen. Der Anbieter von integrierten Verbindungssystemen möchte die Zusammenarbeit nutzen, um die eigenen Produkte weiter zu optimieren. So hat H. Robl vorgeschlagen, die Kabel aus Heraklion nach einem Jahr auszubauen und im Lapp-eigenen Labor zu untersuchen. Hier soll festgestellt werden, ob sich der Kunststoff der Kabelverschraubungen verändert hat. Neben den Verschraubungen stammen die Leitungen zur Leistungsübertragung von den Generatoren in der Anlage von Lapp, ebenso die Leitungen zur Datenübertragung, Steuerleitungen wie die Ölflex Robust 210 sowie die Verdrahtung auf den Leiterplatten. Später sollen auch Unterseekabel hinzukommen. „Ich kannte Lapp schon von meiner Ausbildung als Elektroniker bei BMW und hatte großes Vertrauen in diese Produkte“, erinnert sich Simon Krüner (Bild 4). Der Elektroingenieur ist bei Sinn Power für die Elektronikentwicklung zuständig und „sehr zufrieden“ mit der Unterstützung durch Lapp.
Finanzierung langfristig gesichert
Mit der Marktreife seines Wellenkraftwerks rechnet Sinn Power ab 2021. Bis dahin müssen vor allem die Kosten gesenkt werden. Dies soll durch die Nutzung einer Vielzahl gleicher Teile und durch eine Steuerung, die den Wellengang der kommenden Stunden und Tage voraussieht, erreicht werden. In fünf Jahren soll eine Kilowattstunde aus einem Wellenkraftwerk made in Gauting, je nach Wellenklima des entsprechenden Standorts, weniger als 10 Cent kosten und damit konkurrenzfähig zu anderen erneuerbaren Energieerzeugern, besonders auch zu Dieselgeneratoren, sein. Die Finanzierung bis dahin gilt durch den neuen Investor Schweizer Kapital als gesichert. „60 % aller Menschen weltweit leben an Küsten“, sagt P. Sinn, „und Wellenenergie kann eine substanzielle Menge ihres Strombedarfs decken.“
Lapp hat schon in anderen Projekten Erfahrung mit erneuerbaren Energien gesammelt, etwa mit Verbindungssystemen für die Photovoltaik. 2016 war das Unternehmen an der Verkabelung von Windrädern mit integriertem Pumpspeicher beteiligt. Der Naturstromspeicher in Gaildorf des Baukonzerns Max Bögl Wind setzt Maßstäbe für die Energiewende. Bei überschüssiger Windenergie wird Wasser aus dem Tal in die Pumpspeicher oben gepumpt und kann durch drei leistungsfähige Turbinen im Tal Flauten bei Windstille ausgleichen. Lapp hat für die Windräder Steuerleitungen, dicke Leistungskabel sowie Datenleitungen geliefert – just in time direkt auf die Baustelle. (ih)

Bernd Müller ist als freier Journalist unter anderem für die U.I. Lapp GmbH tätig. info@lappkabel.de

Bernd Müller ist als freier Journalist unter anderem für die U.I. Lapp GmbH tätig. info@lappkabel.de