Gezeitenströmungsturbine

Einführung

Gezeitenströmungsturbinen sind eine erneuerbare Energiequelle, die die Bewegung der Ozeangezeiten zur Stromerzeugung nutzt. Gezeitenstaudämme und Gezeitenströmungskraftwerke zählen zur Kategorie der Wasserkraftanlagen.

Die Gezeitenstromerzeugung befindet sich noch in der frühen Phase der kommerziellen Entwicklung, jedoch wurden in den letzten zehn Jahren bedeutende technologische Fortschritte erzielt. Optisch ähnelt ein Gezeitenstromgenerator einer Windturbine, aber hier enden die Gemeinsamkeiten.

Wasser ist etwa 800 Mal dichter als Luft, daher ist es nicht möglich, große Rotoren wie bei einer Windturbine zu verwenden, da die Belastungen auf die Unterwasserturbinenblätter zu hoch wären. Die höhere Dichte ermöglicht jedoch eine größere Leistungsabgabe. Eine typische Gezeitenströmungsturbine benötigt Blätter von 12 Metern Länge, um etwa 600 kW zu erzeugen, während eine Windturbine Blätter von etwa 45 Metern Länge benötigen würde, um eine vergleichbare Leistung zu erzielen.

Ein weiterer Vorteil von Gezeitengeneratoren ist die Vorhersehbarkeit der Gezeiten im Gegensatz zu Wind und Sonnenlicht, was eine zuverlässige zyklische Energieerzeugung ermöglicht.

Komponenten

Jede Wasserkraftturbine besteht aus einer Gondel, Blättern, Rotornabe, hydraulischer Bremse, Getriebe und Generator. Da Wasser etwa 800 Mal dichter ist als Luft, ist die Möglichkeit, potenzielle und kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, weitaus größer als bei einer Windturbine.

Funktionsweise von Gezeitenströmungsgeneratoren

Wenn Wasser über die Turbinenblätter strömt, entsteht ein Druckunterschied über den Blättern. Dieser Druckunterschied erzeugt Auftrieb, der als rotierendes Drehmoment auf die Rotornabe wirkt. Eine Primärwelle verbindet die Rotornabe mit dem Getriebe. Eine Sekundärwelle verbindet das Getriebe mit dem Generatorrotor. Der Generatorrotor dreht sich innerhalb des Generatorstators und induziert einen Stromfluss. An diesem Punkt ist der Prozess abgeschlossen und Elektrizität kann über das Stromnetz verteilt werden.

Beachten Sie, dass die Blätter die kinetische und potenzielle Energie des Wassers in mechanische Energie umwandeln, die dann von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.

Alle Gezeitenstaudämme und Gezeitenströmungskraftwerke setzen auf Kaplan-Turbinen aufgrund des hohen Durchflusses und des niedrigen Druckgefälles, in dem sie arbeiten.

3D-Modell-Details

Dieses 3D-Modell eines Gezeitenströmungsgenerators ist animiert, um die Gierbewegung der Turbine und die Rotationsbewegung der Blätter zu zeigen. Die im Modell verwendete Turbine ist eine dreiblättrige, auftriebsbasierte Wasserturbine.

Dieses 3D-Modell zeigt alle Hauptkomponenten einer typischen Gezeitenströmungsturbine, darunter:

• Blätter
• Gondel
• Rotornabe
• Grundplatte
• Getriebe
• Generator
• Steuereinheit
• Elektrischer Transformator
• Mast/Turm
• Verschiedene Motoren für Gieren und Neigen usw.

Zusätzliche Ressourcen

https://energyeducation.ca/encyclopedia/Tidal_stream_generator

https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_stream_generator