Wellenkraftwerke sind eigentlich altbekannt. Sie nutzen die Energie der Wellen des Meeres. Vom Prinzip her gehören Wellenkraftwerke eigentlich zum Lehrstoff auf allgemeinbildenden Schulen. Siehe: http://www.schulwiki.org/wiki.cgi?Wellenkraftwerke
Trotzdem sind sie im allgemeinen Gedankengut zur Nutzung natürlicher Energie-Ressourcen (des Meeres) wesentlich weniger verankert, als zum Beispiel die in Konkurrenz stehenden Gezeitenkraftwerke, die die Energie des Wasserhubes aus den Gezeiten nutzen. Der bisher auf unserer Erde maximal genutzte Tidenhub liegt bei 12 … 16 Meter in Saint Malo in Frankreich. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Gezeitenkraftwerk
Als Nachteil der Gezeitenkraftwerke wird von den Stromanbietern die Höhe der Investitionskosten aufgeführt. Entsprechend groß sind die Anlagen, die mitten in der freien Natur gebaut werden. Siehe: https://www.oekostromanbieter.org/oekostromanbieter-blog/145-gezeitenkraftwerk-vor-und-nachteile.html
Ein viel erheblicherer, aber normalerweise nicht kommunizierter Nachteil ist die Ineffizienz der riesigen Anlagen. Die Dauer jedes einzelnen Betriebszyklus (Flut und Ebbe) liegt bei 12 Stunden und 25 Minuten. Das bedeutet, dass man im zeitlichen Mittel (über‘s Jahr) ca. 1 Meter Hub pro Stunde nutzt. Im Vergleich zum Wasserhub, den die Wellen verursachen, ist das ausgesprochen wenig. Der typische Seegang im Meer hat eine Dauer von wenigen Sekunden von Wellenkamm zu Wellenkamm (abhängig von der Wellenlänge). Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Seegang
Für eine grobe Überschlagsrechnung zur Abschätzung der Größenordnung der transportierten Energie der Wellen, veranschlagen wir sicherheitshalber in einer pessimistische Berechnung eine Wellenhöhe von einem halben Meter und eine Dauer von 10 Sekunden von Welle zu Welle. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserwelle
Dann haben wir 360 Wellen pro Stunde, das macht 4470 Wellen in 12 Stunden und 25 Minuten. Bei einem halben Meter Hubhöhe pro Welle bedeutet das 2235 Meter Hubhöhe in 12 Stunden und 25 Minuten. Das ist das 2235/14 = 160 fache dessen, was die Gezeiten verursachen. Wird der Wind etwas stärker und die Wellen höher, was oft passiert, dann ist der Vorteil des Wellenkraftwerkes gegenüber dem Gezeitenkraftwerk noch deutlicher.
Bauarten von Wellenkraftwerken existieren ( http://www.schulwiki.org/wiki.cgi?Wellenkraftwerke )
- mit Schwimmern (Auftriebskörpern und Lineargeneratoren)
- mit Luftströmungs-Turbinen in einer Hohlkammer
- mit Wasserturbinen ähnlich dem Gezeitenkraftwerk
- mit Hubkammern
- weitere Konstruktionen, die sehr preiswert arbeiten
Dabei lässt sich wahlweise die transversale Bewegung des Wassers in den Wellen oder die longitudinale Bewegung des Wassers in den Wellen nutzen, oder auch beide Bewegungsarten. Der Kreativität bei der Optimierung der Anlage sind keine Grenzen gesetzt.
Nutze ich die Hubarbeit von einer Tonne Wasser in 10 Sekunden über eine Höhendifferenz von 1 Meter, so erhalte ich eine Leistung von P = m·g·h/t = 1000 kg · 10m/s² · 1m / 10 sec = 1000 Watt = 1kW
Bei einem angenommenen Baupreis der Mechanik und Hydraulik der Anlage von etwa 300 … 400 € plus 150 € für einen 1kW Stromgenerator liegen wir bei einem (pessimistischen) Anschaffungspreis der Anlage von maximal 500 … 600 € pro Kilowatt.
Die Leistung entspricht etwa 7 m² der von mir vorgeschlagenen Thermo-Solarzellen, die damit bei 1 kW auf einen Preis von 7 x 105 € = 735 € kämen. (vgl. Unterkapitel: Thermo-Solarzellen) Das liegt nochmals um ca. 25 % günstiger als die ohnehin schon sehr preiswerten Thermo-Solarzellen.
Nachteil: Wellenkraftwerke brauchen einen Zugang zum Ozean, sind also nur in bestimmten Regionen der Welt einsetzbar, dort aber sehr vorteilhaft. (Schließlich wollen wir auf einen Stromtransport über lange Wege verzichten, weil dieser ineffizient ist.)
Vorteil: Wellenkraftwerke liefern Strom solange Seegang vorhanden ist, also auch nachts.