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Energieversorgung

Silikonfolien ernten Strom aus Meereswellen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Umweltfreundlicher Strom aus Wellenkraft: Ein erster Demonstrator im Labor von Bosch zeigt bereits heute, wie sich die Energie von Meereswellen in Elektrizität wandeln lässt. Ziel des Forschungsverbundes Eposil aus vier Unternehmen und zwei Universitäten ist die nachhaltige Energieversorgung entlang der weltweiten Küstenlinien.

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(Bild: Robert Bosch GmbH)

Nach einer Berechnung der Vereinten Nationen ist in den Wellen ein riesiges Energiepotenzial von 29 500 TWh im Jahr gespeichert. Zum Vergleich: 2010 wurden weltweit rund 21 500 TWh elektrische Energie erzeugt, berichtet die Internationale Energie-Agentur. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt Eposil (Elektroaktive Polymere auf Silikonbasis zur Energiegewinnung) soll den Zugang zu dieser regenerativen Energieform ermöglichen.

Zusammenschluss von Experten für Meeresenergie

In einem Bericht des UN-Weltklimarates zur Ozeanenergie heißt es unter anderem: „Energie aus dem Ozean hat auf lange Sicht das Potenzial, den Ausstoß von Kohlendioxid zu verringern.“ Diese Ansicht teilt auch das Bundesverkehrsministerium in seinem „Entwicklungsplan Meer“.

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Um die Kraft der Wellen zu nutzen, haben sich kompetente Partner zusammengefunden: Die Wacker Chemie AG liefert einen Werkstoff auf Silikonbasis. Dieser ist wesentlicher Bestandteil des sogenannten elektroaktiven Polymers, das mechanische in elektrische Energie umsetzt.

Die Koordination übernimmt Bosch, zusammen mit dem Unterauftragnehmer Compliant Transducer Systems. Die TU Darmstadt entwickelt eine Methode, um die elektroaktive Polymere zu testen. Ein geplantes, schwimmendes Maßstabmodell soll im Wellenkanal der TU Hamburg-Harburg erprobt werden. Die Anlagen zum Test der Generatoreinheiten werden vom Ingenieurbüro Brinkmeyer & Partner in Winnenden entwickelt. Bosch-Rexroth unterstützt das Konsortium beim Bau der Modelle.

Wandlung der Wellenkraft mittels dreilagiger Folie

Der Energiewandler besteht im Kern aus einer dreilagigen Folie. Oben und unten befindet sich je eine elektrisch leitende Schicht (Elektrode). In der Mitte liegt ein extrem elastisches, sehr gut isolierendes Silikon, das sich auch unter industriellen Bedingungen in immer gleich bleibender Stärke fertigen lässt.

Durch die Bewegung der Wellen wird eine mechanische Kraft auf den Wandler übertragen. Die Welle presst das Silikon zunächst zusammen. Damit rücken auch die beiden Elektroden näher aneinander. Jetzt wird von außen eine elektrische Spannung angelegt: eine der Elektroden wird positiv, die zweite negativ geladen.

Bewegt sich die Welle weiter, nimmt die Kraft auf den Wandler ab. Das Silikon entspannt sich, wird wieder dicker. Daher entfernen sich die Elektroden und mit ihnen die Ladungen voneinander. Dieser Effekt bewirkt, dass sich die elektrische Energie im Wandler erhöht. Gewünschte Folge: Die mechanische Energie aus der Welle ist in elektrische Energie umgesetzt. Diese wird entnommen und dann beginnt der Zyklus von vorne.

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