Gezeitenturbinen bringen Manhattan zum Leuchten

Ingenieure kämpfen von Lastkähnen und Schleppern vor Roosevelt Island in New York City gegen den Nordosten und die schweren Springfluten dieses Monats, um das erste große Gezeitenkraftwerk in den Vereinigten Staaten zu installieren. Das Projekt umfasst einen Satz von sechs unter Wasser befindlichen Turbinen, die Energie aus den Gezeitenströmungen des East River gewinnen sollen. Die dreiblättrigen Turbinen mit einem Durchmesser von fünf Metern, die an Windkraftanlagen erinnern, stammen von Grüne Kraft von Arlington, Virginia.

Kraft Ebbe: Verdant Power installiert sechs dieser Unterwasserturbinen im New Yorker East River. Jeder kann bis zu 35 Kilowatt Leistung aus den Gezeitenströmungen des Flusses gewinnen.

Dank der von den Konstrukteuren von Windkraftanlagen gewonnenen Erkenntnisse ist Gezeitenkraft bereits wirtschaftlich wettbewerbsfähig und produziert Strom zu ähnlichen Preisen wie Windkraft, so die Machbarkeitsstudien der Forschungsinstitut für elektrische Energie , ein Industrie-F&E-Konsortium. Und sie bietet gegenüber Wind und anderen erneuerbaren Energien einen großen Vorteil: eine exakt berechenbare Energiequelle. Als Ergebnis haben Entwickler in den Vereinigten Staaten Anspruch auf die besten Standorte entlang der Atlantik- und Pazifikküste. In den letzten vier Jahren hat die Federal Energy Regulatory Commission in Washington, DC, vorläufige Genehmigungen für Gezeitenanlagen an 25 Standorten erteilt und prüft weitere 31 Anträge.



Stromernteturbinen stellen einen scharfen Bruch mit der ersten Welle der Gezeitenkraft dar, sogenannte Staustufen, bei denen über Flussmündungen oder Buchten installierte Staudämme Wasserkraftwerke schufen, die zweimal täglich durch steigende Gezeiten aufgefüllt wurden. Der La Rance Sperrfeuer in der Normandie hat seit 1966 bis zu 240 Megawatt Strom erzeugt – so viel wie viele Erdgaskraftwerke – seit 1966. Der Energieversorger Nova Scotia Power in Halifax erzeugt seit 1984 bis zu 20 Megawatt Strom bei a Gezeitensperre in der Bay of Fundy, deren trichterförmige Bucht die größten Gezeiten der Welt erzeugt – 16 Meter an der Spitze.

Diese Konstruktionen sind jedoch aufgrund ihrer übergroßen Auswirkungen auf die Ökosysteme der Ozeane in Ungnade gefallen. James Taylor, General Manager für Umweltplanung und -überwachung bei Nova Scotia Power, stellt fest, dass in den 1980er Jahren geplante kommerzielle Installationen für die Bay of Fundy die Gezeiten bis nach Boston verändert hätten. Es wäre heute ziemlich schwer, eine Zulassung zu bekommen, sagt Taylor.

Daher die Attraktivität von Strömungsturbinen wie der von Verdant. Der Sinn von kinetischer Wasserkraft besteht darin, einen sehr kleinen ökologischen Fußabdruck zu haben, sagt Dean Corren, Direktor für Technologieentwicklung bei Verdant, der die Gezeitenturbinen Anfang der 1980er Jahre konstruierte, während er an der New York University Energieforschung durchführte.

Correns Team installierte im Dezember seine ersten beiden Turbinen im East River. Einer hat New York City mit maximal 35 Kilowatt Leistung versorgt und dreht sich, um Strom zu erzeugen, wenn der Fluss bei Flut anschwillt und bei Ebbe leert. Die andere Turbine liefert Leistungsdaten, die laut Corren entscheidend für die Verfeinerung der Schaufeln und des Getriebes, des Generators und des Steuersystems zur Optimierung der Stromerzeugung sein werden.

In diesem Monat fügte Verdant vier weitere 35-Kilowatt-Turbinen hinzu. Corren sagt, dass Verdant jetzt an einem Design der nächsten Generation arbeitet, das in der Massenproduktion billiger ist, in Erwartung der Installation eines Parks mit mindestens 100 Turbinen am Standort East River.

Bevor das Unternehmen jedoch weitermacht, muss es die ersten sechs Turbinen 18 Monate lang überwachen, um Bedenken von Bundes- und Landesbehörden zu zerstreuen, dass die Turbinen, deren Spitzen mit bis zu neun Metern pro Sekunde durch das Wasser schneiden, den Fluss nicht auffressen Fisch. Solche Bedenken haben das erste Projekt seiner Art bereits um mehrere Jahre verzögert. Corren sagt, dass die bisherigen Überwachungen gezeigt haben, dass sich nur wenige Fische in die starken Strömungen wagen, die an den Turbinen vorbeifließen, aber er sagt, dass die umfangreichen Studien eine kritische Grundlage für zukünftige Entwicklungen bilden werden.

Inzwischen skalieren kanadische und europäische Hersteller von Gezeitenturbinen bereits ihre Designs. Meeresströmungsturbinen aus Bristol, England, betreibt seit vier Jahren eine 11-Meter-300-Kilowatt-Turbine vor Devon und plant, in diesem Jahr eine 1-Megawatt-Turbine im nordirischen Strangford Lough zu installieren. Das Design von Marine Current ähnelt dem von Verdant, verwendet jedoch zwei Rotoren mit jeweils zwei Blättern. Andere Wettbewerber bauen sogenannte Ducted-Turbinen auf, die von einer leistungssteigernden Ummantelung umgeben sind, um den Wasserstrom zu leiten. Nova Scotia Power hat kürzlich Dublins OpenHydro eine Ein-Megawatt-Kanalturbine in der Bay of Fundy zu installieren, während in Vancouver ansässig Saubere Stromsysteme arbeitet an einer Zwei-Megawatt-Version der 65-Kilowatt-Kanalturbine, die es im Dezember vor der Küste von British Columbia installiert hat.

Obwohl die Größe die Kosten senken wird, sagt Glen Darou, Präsident von Clean Current, wird die aufstrebende Industrie noch viel Arbeit vor sich haben, um die Zuverlässigkeit ihrer mechanischen und elektrischen Systeme unter Wasser zu beweisen. Salzwasser ist heimtückisch, sagt Darou; Versuchen Sie, es abzudichten, da schließlich ätzendes Meerwasser eindringen kann.

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