Wellenenergie - eine hydromechanische Analyse

One centre-piece of this work was to demonstrate how wave energy is generated, which possibilities exist for its calculation and description and how it is possible to develop construction principles for wave energy converters from this basic knowledge. As the wave energy is largest in the open ocean, an attempt was made to develop wave energy converters to be anchored in deep-water regions. After wave energy were developed to be realised in the region near the shore. Their large advantage is the fact that they are securely settled on the ocean floor and therefore able to survive even extreme weather conditions. Their disadvantage is that always only a part of the wave energy reaches the shore and therefore the power unit. Despite the substantial scientific and technological progress during the last centuries, still most systems only exist as an idea or model prototype. One exception is the Norwegian TAPCHAN which is very much orientated to the common civil engineering construction techniques and has already gained commercial viability, the disadvantage of this kind of construction being that it needs very much space in the coastal region. Experiments and numerical analyses have shown that the pulsating flow beneath the plate breakwater also lasts if the flow region below the plate is partially obstructed. From these findings one can deduce that such kind of flow is suitable for driving a turbine: Thus it becomes possible to develop a submerged wave energy converter. Another centre-piece of this work was to examine the possibilities of harnessing the wave-power resource off the German coast. With the principle of the plate as a wave energy converter it was possible to develop a system which does not necessarily have to be near the surface of the sea. (orig./AKF)Ein zentrales Anliegen dieser Arbeit war es aufzuzeigen, wie die Wellenenergie entsteht, welche Moeglichkeiten ihrer Berechnung bzw. Beschreibung existieren und wie sich hieraus Konstruktionsmerkmale fuer Wellenenergiewandler ableiten lassen. Da die groesste Wellenenergie auf offener See vorhanden ist, werden Wellenenergiewandler entwickelt, die im Tiefwasser verankert werden. Andere Wellenenergiekraftwerke lassen sich sinnvoll nur in unmittelbarer Kuestennaehe verwirklichen. Ihr grosser Vorteil liegt darin, dass sie gut gegruendet sind und daher extremen Wetterbedingungen standhalten koennen. Nachteilig wirkt sich aus, dass nur ein Teil der Wellenenergie die Kueste und damit das Kraftwerk erreicht. Trotz wesentlicher Weiterentwicklungen in den letzten Jahrzehnten existieren die meisten Systeme nach wie vor nur als Ideen oder Modellprototypen. Eine Ausnahme ist der norwegische TAPCHAN, der sehr an wasserbaulichen Standardverfahren orientiert ist, und bei dem bereits eine kommerzielle Anwendbarkeit moeglich ist. Nachteil dieser Konstruktion ist ein relativ grosser Platzbedarf. Experimente und numerische Analysen haben gezeigt, dass die pulsierende Plattenunterstroemung auch erhalten bleibt, wenn der Fliessquerschnitt unter der Platte erheblich eingeschraenkt wird. Hieraus laesst sich ableiten, dass die Stroemung zum Antrieb einer Turbine genutzt werden kann, wodurch sich die neuartige Moeglichkeit bietet, ein getauchtes Wellenenergiekraftwerk zu entwickeln. Im Mittelpunkt der Arbeit stand ferner die Pruefung der Moeglichkeiten zur Nutzung der Wellenenergie an den deutschen Kuesten. Mit dem Prinzip des Plattenwellenenergiekraftwerks ist es gelungen, ein Wellenenergiekraftwerk zu entwickeln, das nicht nahe der Meeresoberflaeche angeordnet werden muss. (orig./AKF)Available from TIB Hannover: RO 3657(8) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman