Gezeitenkraft ist eine neuere erneuerbare Energiequelle als Wind- und Sonnenenergie. Gezeitenturbinen gelten heutzutage als eine der vielversprechendsten Technologien, da Gezeiten vorhersehbarer und daher finanziell zuverlässiger sind als Windenergie und Solarenergie (deren Leistung von der Wettervorhersage abhängt). Die Energie der Gezeitenturbine ist eine nachhaltige Energiequelle, die aufgrund ihrer praktisch unerschöpflichen Gezeitenkraft, die durch die Gravitationswechselwirkung zwischen Gezeiten der Erde, Mond, Sonne und Erdrotation gesteuert wird, alle anderen alternativen Energiequellen außer Kraft setzt.
Die Gezeitenturbine sieht aus wie eine Unterwasserwindmühle und besteht aus Schaufeln, Rotor, Generator und einer Basis. Die Art und Weise, wie die Basis am Meeresboden befestigt ist, spielt im gesamten System eine wichtige Rolle, da sie die Stabilität des Geräts gewährleistet. Bisher sind die am häufigsten verwendeten Fundamente für Prototypen starre Monopiles, die in den Meeresboden gebohrt oder gehämmert wurden, Schwerkraftfundamente oder schwimmende Strukturen, festgemacht oder verankert.
Dies ist ein kurzer Überblick über die vorhandenen Gezeitenturbinenfundamente. Da dies ein Wirtschaftszweig in kontinuierlicher Forschung und Entwicklung ist, sollten immer hybride oder völlig neue Lösungen in Betracht gezogen werden.
Monopiles
- Wassertiefe: bis zu 30 Meter
- Vorteile: einfaches Design, einfache Herstellung
- Nachteile: Mögliche Biege- und Ermüdungsrisse, Fehler aufgrund von Schweißfehlern, Eindringen in den Meeresboden, Installation ist in bestimmten Bereichen aus Umweltgründen nicht zulässig
Schwerkraftfundamente
- Water depth: 20 to 80 meters
- Benefits: easy installation, especially in places unreachable for installation vessels
- Nachteile: Mögliche Biege- und Ermüdungsrisse, Fehler aufgrund von Schweißfehlern, Eindringen in den Meeresboden, Installation ist in bestimmten Bereichen aus Umweltgründen nicht zulässig
Schwimmende Strukturen
- Wassertiefe: ab 80 Metern
- Vorteile: Die einzige verfügbare Lösung für tiefere Gewässer
- Nachteile: Wenn festgemacht oder verankert, anfällig für Korrosion und Wellenbelastung
Tripods mit Buckets
- Water depth: from 20 to 50 meters
- Vorteile: einfache Installation, insbesondere an Orten, die für Installationsschiffe nicht erreichbar sind
- Drawbacks: seabed penetration possible only in certain soil types
Suction buckets
- Wassertiefe: 20 bis 50 Meter
- Vorteile: Der Eimer kann für eine einfache Installation geleert werden
- Nachteile: Das Eindringen in den Meeresboden ist nur bei bestimmten Bodentypen möglich
Die Wahl eines Gezeitenturbinenfundaments hängt von vielen Faktoren ab. Umweltparameter wie Meeresbodentyp und Wassertiefe sind entscheidend. Alle oben genannten Konfigurationen erfordern eine eingehende geologische Analyse der Meeresbodenbedingungen. Die Bohrungen sind die teuersten, da der Preis proportional zur erforderlichen Tiefe steigt. Die Kosten sind auch ein Hauptproblem für den Installationsprozess. Pfähle zum Beispiel benötigen Bauschiffe, um platziert zu werden. Diese Schiffe sind teure Maschinen, deren Verfügbarkeit immer zweifelhaft ist, da sie für den Einsatz in anderen Branchen konzipiert wurden. Neben Installationsschiffen ist auch menschliche Betriebskraft erforderlich. In schwierigen Umgebungen sind die Installations- und Wartungsfenster bei Ebbe auf 30 Minuten begrenzt, was jede Art von Intervention sehr schwierig macht.
Außerdem wirken sich alle genannten Plattformen in gewisser Weise negativ auf den Meeresboden und das Fischverhalten aus (sie meiden den beschädigten Bereich).
Der neue Ansatz
Das französische Unternehmen SABELLA hat beschlossen, eine Lösung für all diese Probleme zu finden und das Fundament eines Gezeitenturbinengeräts zu entwerfen, das die Nachteile der bestehenden Probleme überwindet. Das revolutionäre Gerät wird mit einem völlig neuen Mechanismus am Meeresboden befestigt - Gezeitenturbinenballast. Der Gezeitenturbinenballast ist ein Fundament auf Schwerkraftbasis, unterscheidet sich jedoch durch seine Stativstruktur von den Standard-Schwerkraftfundamenten. Das Stativ eliminiert die negativen Umweltauswirkungen bekannter Schwerkraftbasen auf den Fußabdruck. Das Material, aus dem der Ballast besteht, spielt eine entscheidende Rolle. Grauguss hat gegenüber Beton zahlreiche Vorteile und ermöglicht einen stabilen Halt und eine zuverlässige Struktur.
Als europäischer Marktführer bei der Herstellung von Gegengewichten aus Gusseisen mit unterschiedlichen Größen und Formen für eine Vielzahl von Branchen hat FMGC SABELLA in der Entwurfsphase des Gezeitenturbinenfundaments aktiv unterstützt und den Ballast aus Gusseisen mit hoher Dichte hergestellt.
Diese Konfiguration erfordert weder eine eingehende geologische Analyse noch teure Vermessungen, da sie auf weiche oder harte Oberflächen fallen gelassen werden kann. Der Installationsprozess ist auch viel einfacher, da keine menschliche Betriebskraft oder ein Installationsgefäß erforderlich ist. Eine übliche Hochleistungsmaschine als Kran kann den Betrieb ausführen. Aufgrund ihres einfachen, aber äußerst robusten Designs hat diese Gezeitenturbine im Grunde keinen Teil des Fundaments, der beschädigt werden könnte. Ein weiteres häufiges Problem - die Korrosion - wird mit der hochbeständigen Beschichtung gelöst. Die Ballastbasis schädigt weder die Meeresbodenoberfläche noch stört sie die Fischwanderungen.
Der Gezeitenturbinenballast ist eine neue vielversprechende Technologie zur Befestigung einer Gezeitenturbine am Meeresboden. Dies ist eine kostengünstige Lösung mit einfachem und starkem Aufbau, die einen geringen Wartungsaufwand erfordert und für den Betrieb in einer feindlichen Umgebung mit schwierigem Zugriff ausgelegt ist.