Gezeitenkraftwerk (Tidenhub)
Stromerzeugung aus dem Höhenunterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser: Wasser wird hinter einem Damm oder in einer Lagune aufgestaut und über Niederdruckturbinen abgelassen.
Tidenhubkraftwerke funktionieren wie Niederdruck-Wasserkraftwerke, nur dass die Gezeiten die Fallhöhe erzeugen. Ein Sperrwerk quer über eine Flussmündung oder eine künstliche Lagune hält das Wasser bei Flut zurück; fällt der Meeresspiegel, strömt es durch Rohrturbinen ab. Je nach Anlage wird nur bei Ebbe, nur bei Flut oder in beide Richtungen Strom erzeugt.
Die theoretische Energie je Tidenzyklus für ein Becken der Fläche A und den Tidenhub R beträgt:
Die Energie wächst mit dem Quadrat des Tidenhubs, deshalb kommen nur Standorte mit mittlerem Tidenhub über etwa 5 m infrage: die Severn-Mündung (Großbritannien, bis rund 14 m), die Bay of Fundy (Kanada, bis 16 m), die Rance (Frankreich), der Golf von Khambhat (Indien) sowie Teile Koreas und Russlands.
Anlagen in Betrieb:
- Sihwa Lake (Südkorea, 2011): 254 MW, die größte Anlage, erzeugt nur bei Flut
- La Rance (Frankreich, 1966): 240 MW, etwa 500 GWh pro Jahr, 24 Rohrturbinen
- Kleinere Anlagen in Annapolis Royal (Kanada, inzwischen stillgelegt) und Jiangxia (China)
Die Erzeugung lässt sich Jahre im Voraus genau vorhersagen, verschiebt sich aber täglich um etwa 50 Minuten und schwankt mit dem Spring-Nipp-Zyklus. Daraus ergeben sich Kapazitätsfaktoren von etwa 20–30 %. Sehr hohe Investitionskosten, lange Bauzeiten und ökologische Folgen in den Mündungen für Sedimente, Vögel und Fische haben Großprojekte wie das Severn-Sperrwerk und die Lagune in der Swansea Bay verhindert. Lange Lebensdauern von 100 Jahren und mehr können die Lebenszykluskosten senken, allerdings nur bei niedrigen Diskontsätzen.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Gezeitenströmungskraftwerk
Stromerzeugung mit Unterwasserturbinen in starken Gezeitenströmungen, ähnlich wie Windkraftanlagen, aber angetrieben von Wasser, das rund 800-mal dichter ist als Luft.
- Kaplan-Turbine
Propellerartige Überdruck-Wasserturbine mit verstellbaren Laufrad- und Leitschaufeln, geeignet für niedrige Fallhöhen von etwa 2 bis 40 m und große Wassermengen.
- Wellenenergie
Energie aus der Bewegung von Meereswellen, gewonnen mit Punktabsorbern, oszillierenden Wassersäulen oder Attenuatoren; noch im vorkommerziellen Stadium.
- Kapazitätsfaktor
Verhältnis der Energie, die ein Kraftwerk in einem Zeitraum tatsächlich erzeugt, zur Energie, die es bei durchgehendem Betrieb mit voller Nennleistung erzeugt hätte.
- Fallhöhe
Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel am Einlauf eines Wasserkraftwerks und dem Turbinenauslass bzw. Unterwasser; bestimmt zusammen mit dem Durchfluss die verfügbare Leistung.