Grüne Energie: Gleichstrom-Kabel für Wellenkraftwerke

Die riesigen Mengen an Energie, die in Wellen stecken, will die Münchener Firma Sinn Power nutzen - und vertraut dabei auch auf Kabellösungen aus dem Hause Lapp. Wie gut das funktioniert, zeigt das bayerische Startup-Unternehmen seit 2018 im Hafen der griechischen Stadt Heraklion: Dort sind aktuell vier Wellenkraftwerk-Module im Einsatz.

• Jedes Modul trägt unten einen Schwimmkörper, einen Teller mit bis zu 3 m Durchmesser, der sich mit dem Wellengang hebt und senkt. Eine 10 m lange Hubstange führt die Bewegung nach oben, wo sie bis zu zwölf Generatoren antreibt, die aus der Bewegung Strom erzeugen.
• In Echtzeit übermittelt die Anlage in Heraklion gegenwärtig Betriebsdaten 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, ist es doppelt so viel.
• Eine solche Anlage mit einer Minimalkonfiguration von sieben mal drei Modulen soll ca. 550.000 Kilowattstunden pro Jahr liefern. Damit könnte man rund 100 Haushalte mit Strom versorgen.
• Das Wellenkraft ist grundlastfähig, es liefert also auch dann noch Energie, wenn andere alternative Erzeuger wetterbedingt Pause machen.

Für die effiziente und zuverlässige Energieübertragung braucht Sinn Power auch die passenden Verbindungslösungen. Hierfür werden sie seit zwei Jahren von Hermann Robl, Vertriebsingenieur bei Lapp beraten. 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 200 sowie die Verdrahtung auf den Leiterplatten. „Wir sind sehr zufrieden mit der Unterstützung von Lapp“, sagt Simon Krüner, Elektroingenieur bei Sinn Power. Deswegen wurde die Zusammenarbeit nun weiter ausgeweitet.

Sinn Power will mit seinem neuen leistungselektronischem System, genannt Modtronix 4.0, dezentrale Minigrids aufbauen, die auch das Wellenkraftwerk in Heraklion weiter optimieren sollen. Simon Krüner: „Unser neuer modularer Ansatz ermöglicht es auch andere erneuerbare Energiequellen sehr einfach in das System zu integrieren. Dabei setzten wir schon seit Beginn an auf eine DC-Übertragung zwischen den Komponenten. Das hat unter anderem Vorteile bei der Übertragung der Energie, Wandlungsverluste entfallen und die leistungselektronischen Komponenten können leichter kombiniert werden.“ Kein Problem für Lapp: Der Pionier bei Gleichstromleitungen und verfügt über ein entsprechendes Portfolio.

Da für die Erweiterung und den Umbau in Heraklion mit dem neuen Modtronix eine Netzeinspeisung hinzukommt, brachte Hermann Robl die Ölflex DC 100 für den 800-V-DC-Bus ins Spiel: "Die Ölflex DC 100 mit PVC-Isolation eignet sich für die feste Verlegung ohne mechanische Belastung. Die Leitung soll eine Strecke von etwa 700 m zum Einspeisepunkt überbrücken. Die Ölflex DC 100 wird fest in Installationsrohren der Hafenmauer verlegt. Sie geht von unserem Container, in dem unser Equipment untergebracht ist die Hafenmauer runter bis zum Einspeisepunkt, wo dann die Netzwechselrichter für die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz installiert werden."

Im Wellenkraftwerk ist bereits heute ein Windrad integriert. Im Herbst wird dann noch die schwimmende Plattform mit PV-Modulen (Floating-PV) bestückt und in das Grid integriert. Simon Krüner: „Wir wollen die DC-Übertragung genau testen und hoffen, Erfahrung für andere Projekte sammeln zu können.“

Aktuell ist Sinn Power beispielsweise auch an einem großen EU-Projekt mit mehreren Unternehmen und Hochschulen, beteiligt. Das Projekt nennt sich Musica. Hier sollen auf eine schwimmende Plattform, die von der University of the Aegean gestellt werden, verschiede erneuerbare Energiequellen kombiniert werden. Sinn Power wird dort seine strukturgebundenen Wellenkraftwerke integrieren. Für dieses Projekt kommt die Steuerleitung Ölflex Robust 200 zum Einsatz.

Für die dezentrale Stromerzeugung, etwa um eine Insel zu versorgen, wäre so ein Grid-Konzept besonders interessant. Aber nicht nur: Sinn Power hat auch 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.

Sinn Power hat eine Weltkarte erstellt, in der hohe Wellen eingezeichnet sind. Ideal ist 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 Milliarden Euro für Dieselstrom ausgeben, muss es dort einen riesigen Markt für Wellenkraftwerke geben. Zum finanziellen Vorteil kommt natürlich auch weil keine Luftverschmutzung durch Dieselabgase anfallen. Die ersten Anfragen kommen aus Afrika, Asien und Süd-Amerika, wo viele Menschen in der Nähe der Küsten wohnen und die Stromversorgung oft schlecht ist.

Derzeit arbeitet Sinn Power gemeinsam mit Interessenten an den notwendigen Genehmigungen, Finanzierung, sowie an den allgemeinen Abläufen, die unter anderem die Logistik, den Aufbau und die Wartung betreffen. Die enge, gemeinsame Betrachtung von Energieprojekten auf der Meeresoberfläche mit potentiellen Kunden ist für beide Parteien unheimlich wichtig, denn so kann Sinn Power neue Erkenntnisse direkt in die Entwicklung einfließen lassen und der Kunde gewinnt Vertrauen in die Lösungen von Sinn Power.