Gezeitenkraftwerk

Ein Gezeitenkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk. In der Regel besteht es aus einem Damm, Schleusen und einem Krafthaus mit einer Maschinengruppe aus Turbine und Generator. Es nutzt die durch Gezeiten verursachte periodische Höhenänderung des Meeresspiegels zur Energieerzeugung. In Küstengebieten kann der Tidehub eine Höhendifferenz von mehr als zehn Metern erreichen.

Gezeitenkraftwerke werden als Einbeckensysteme oder Zweibeckensysteme ausgeführt (Abb. 1).

Beim Einbeckensystem trennt ein nahe der Küste errichteter Damm das offene Meer von einer Bucht. So entsteht ein geschlossenes Becken. In den Damm sind Schleuse und Krafthaus mit Maschineneinheit aus Turbine und Generator integriert. Die Turbinen von Einbeckensystemen funktionieren je nach Auslegung in eine oder mit verstellbaren Schaufeln in beide Strömungsrichtungen. Das Meerwasser tritt bei Flut in das Becken ein und bei Ebbe wieder aus. Im Krafthaus wandeln Turbine und Generator die Energie des strömenden Wassers in elektrische Energie um. Bei einem zu geringen Höhenunterschied zwischen Meeresspiegel und Beckenspiegel kann die Turbine wegen des geringen Drucks jedoch nicht arbeiten. Deshalb wird das Wasser bis zum Erreichen eines ausreichenden Höhenunterschieds im Becken aufgestaut. Diese Zeit wird als Totzeit bezeichnet. Bei Einbeckensystemen unterbricht sie die Stromproduktion durch den periodischen Wechsel der Tiden zyklisch. Die Schleusen dienen unter anderem der Verringerung der Totzeit, also der Beschleunigung des Einströmvorgangs und Ausströmvorgangs zu Zeiten eines geringen Höhenunterschieds.

Mit Zweibeckenanlagen gemäß Abbildung 1c) wird die Totzeit verringert und eine gleichmäßigere Energieerzeugung gewährleistet. Wie beim Einbeckensystem wird ein Damm nahe der Küste errichtet. Dieser erzeugt ein separates Becken, welches jedoch durch einen zweiten Damm senkrecht zum ersten geteilt wird. Die beiden Becken sind jeweils durch eine Schleuse mit dem Meer verbunden. Das Krafthaus befindet sich im Querdamm. Das eine Becken dient als Hochbecken und das andere als Niederbecken. Eine dauerhafte Energieerzeugung wird durch das Aufrechterhalten eines ausreichenden Höhenunterschieds zwischen den Beckenspiegeln erreicht.

Das Zweibeckensystem liefert mehr und gleichmäßiger Energie, beansprucht jedoch auch eine größere Fläche und ist aufwendiger im Bau als das Einbeckensystem. Gezeitenkraftwerke haben zudem große Auswirkungen auf die Natur. Ihre Energieproduktion ist allerdings gut zu kalkulieren.

Das erste Gezeitenkraftwerk wurde 1966 in La Rance, Frankreich, installiert. Es ist ein Einbeckensystem mit 24 Turbinen. Diese werden in beide Richtungen durchströmt und liefern eine Gesamtleistung von 240 MW. Ein zweites Kraftwerk wurde 1984 in Kanada in Betrieb genommen. Dessen einseitig durchströmte Turbinen liefern eine Leistung von 20 MW. Das derzeit größte Gezeitenkraftwerk mit einer Leistung von 260 MW wurde 2011 in Sihwa, Korea, in Betrieb genommen. Darüber hinaus bestehen Kraftwerke mit einer installierten Leistung unter 4 MW in beispielsweise China und Russland. Aufgrund des weltweit hohen kommerziellen Potenzials sind weitere Projekte unter anderem in China und Kanada in Planung.

Englische Übersetzung(en):

tidal power plant