Probebetrieb des Wellenkraftwerks-Prototypen auf hoher See geplant
Der geplante Test findet in der Nordsee statt, rund 80 Kilometer westlich
vor Sylt. Im Herbst 2026 soll das Service-Schiff „Fortune Bluebird“ zu der
173 Seemeilen langen Reise ablegen. Das Wellenkraftwerk wird zunächst an
Deck über den Nord-Ostsee-Kanal transportiert. Bei Helgoland soll auf
einen Schleppvorgang umgestellt werden. Am Bestimmungsort wird das
Wellenkraftwerk dann mit drei Ankern gesichert, die im Abstand von 120
Grad auf den Meeresboden abgesenkt werden.
Mindestens sechs Monate lang
wird sich das Wellenkraftwerk auf hoher See unter harschen Bedingungen
beweisen müssen. Perspektivisch könnten Wellenkraftwerke des Typs als
mobile und autarke Tankstellen auf hoher See dienen.
Das schwimmende Wellenkraftwerk „Aurelia WINO“ der HAW Kiel steht vor
seinem ersten Langzeittest auf hoher See. Der 2023 in Kiel getaufte
Prototyp wurde in Kooperation mit der maritimen Industrie realisiert und
soll bald unter realen Offshore-Bedingungen in der Nordsee erprobt werden.
Testbetrieb in der Nordsee
Der geplante Open-Sea-Test findet bei der Forschungsplattform FINO 3 in
der Nordsee statt, rund 80 Kilometer westlich vor Sylt. Die Plattform
liegt in einer Sicherheitszone mit einem Radius von 500 Metern und wird
von der FuE-Zentrum FH Kiel GmbH betrieben. Mindestens sechs Monate lang
möchte das Team um Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Christian Keindorf
„Aurelia WINO“ dort betreiben, um das Verhalten des Systems unter realen
Bedingungen zu erfassen.
Basishafen Kieler Förde und Transport mit der „Fortuna Bluebird“
Basishafen des Wellenkraftwerks ist die Kieler Förde. Der von der German
Naval Yards Kiel GmbH gefertigte Prototyp liegt aktuell in einer Halle der
Werft. In den kommenden Monaten führt das Team letzte Funktionstests durch
und bereitet das Verladen vor. „Wir überprüfen die Zuverlässigkeit der
elektrotechnischen Komponenten des Antriebsstrangs“, erläutert Keindorf.
„Die Herausforderung besteht darin, dass das System dauerhaft und robust
unter harschen Umgebungsbedingungen funktionieren muss.“
Außerdem müssen Keindorf und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Julian
Pforth die für den Transport nötigen behördlichen Genehmigungen einholen.
Den Transport zur Offshore-Lokation übernimmt die „Fortuna Bluebird“ der
O.S. Energy GmbH. Das Service-Schiff des Glückstädter Unternehmens wird
zurzeit auf der Esbjerg Shipyard A/S in Dänemark, fertiggestellt, der
Transport des Wellenkraftwerks ist einer der ersten Einsätze dieses
Schiffs, erklärt Geschäftsführer Vincent Nürnberg: „Mit diesem Schiff
betreten wir Neuland, es verfügt neben dem Dieselantrieb über einen
Methanol-Antrieb, so dass wir uns vor Ort im Erprobungsgebiet nahezu
emissionsfrei bewegen können.“
Transport startet im Herbst 2026
Auf dem Deck des knapp 43 Meter langen Neubaus wird eine Ladungssicherung
(Seafastening) eingerichtet, damit während des Transports keine Bauteile
verrutschen. Im Herbst 2026 soll die „Fortune Bluebird“ zu der 173
Seemeilen langen Reise ablegen. Das Wellenkraftwerk wird zunächst an Deck
über den Nord-Ostsee-Kanal transportiert. Bei Helgoland soll auf einen
Schleppvorgang umgestellt werden. „Wir bringen Neigungs- und
Beschleunigungssensoren am Wellenkraftwerk an, um Bewegungsdaten
aufzuzeichnen und mit unseren Prognoseberechnungen zu vergleichen“,
erklärt Keindorf. „Unser Prototyp passt problemlos an Deck gängiger
Serviceschiffe. Aber hoffentlich transportieren wir eines Tages größere
und deutlich schwerere Wellenkraftwerke dieses Typs. Wollten wir dafür
Schiffe der gleichen Größe und des gleichen Typs einsetzen, müssten die
Kraftwerke zu ihrem Bestimmungsort geschleppt werden.“
Installation vor Ort
Am Bestimmungsort wird das Wellenkraftwerk dann mit drei Ankern gesichert,
die im Abstand von 120 Grad auf den Meeresboden abgesenkt werden. Bojen
sichern den Einsatzbereich ab. Ein am Wellenkraftwerk installiertes
Stromkabel soll am Meeresboden abgelegt und mit der Forschungsplattform
FINO 3 verbunden werden. „Wir wollen unseren grünen Strom nutzen, um damit
die Forschungsplattform wenigstens teilweise zu versorgen“, erklärt
Keindorf. Bislang ist diese auf Dieselgeneratoren angewiesen. „Wir können
hoffentlich helfen, einen Teil des Kraftstoffs einzusparen und den Betrieb
klimafreundlicher zu machen“, so Keindorf.
Mindestens sechs Monate lang wird sich das Wellenkraftwerk auf hoher See
unter harschen Bedingungen beweisen müssen. „Wir kennen die Bedingungen
vor Ort sehr genau, weil wir über die Forschungsplattform FINO3 schon seit
Jahren Daten sammeln“, erklärt Julian Pforth. „In den Herbst- und
Wintermonaten liegt die mittlere signifikante Wellenhöhe bei etwa zwei
Metern. Bei langandauernden und starken Stürmen können sich die Wellen
dann bis zu 10 Meter hoch auftürmen. Extreme Bedingungen, um die
Standfestigkeit und Robustheit des Prototyps zu testen.“
Innovation: Mobile und autarke Ladestation auf hoher See
Während des Testbetriebs ermittelt das Projektteam die energetischen
Erträge in Kilowattstunden, um das CO₂-Einsparpotenzial im Vergleich zu
fossilen Kraftwerken zu quantifizieren. Perspektivisch könnten
Wellenkraftwerke des Typs als mobile und autarke Tankstellen auf hoher See
dienen. Sie könnten Endverbraucher wie Forschungsplattformen,
Messstationen oder Unterwassertechnik direkt mit grünem Strom versorgen
und damit eine netzunabhängige Energieversorgung auf dem Meer ermöglichen.
Das Projekt „Aurelia WINO (Installation und Testbetrieb eines
Wellenkraftwerks auf hoher See)" ist am FuE-Zentrum der FH Kiel GmbH
verankert. Es wird im Rahmen des Landesprogramms Wirtschaft 2021-2027 mit
rund 660.000 Euro des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.
Hintergrund
Das Grundprinzip von „Aurelia WINO“ beruht auf einer Stabboje mit
Schwimmkörper, der dem Wellengang folgt und sich vertikal auf und ab
bewegt. Über die Relativbewegung zwischen Schwimmkörper und Stabboje
werden mittels einer Führungsstange zwei Lineargeneratoren angetrieben,
die mechanische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln. Der rund
zwölf Meter hohe und etwa zehn Tonnen schwere Prototyp wurde bei German
Naval Yards in Kiel gefertigt und im Mai 2023 im Beisein zahlreicher Gäste
auf den Namen „Aurelia WINO“ getauft. Anschließend entwickelte das
Projektteam gemeinsam mit Partnern aus der maritimen Industrie ein
Transport- und Installationskonzept für das Wellenkraftwerk. Die
Gesellschaft für Energie und Klimaschutz Schleswig-Holstein GmbH (EKSH)
förderte das Konzept mit rund 140.000 Euro.
