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Hohe Leistung und Innovation: Was ist der Unterschied zwischen Wells-Turbine und Hanna-Turbine?
Mit der steigenden weltweiten Nachfrage nach erneuerbarer Energie hat die Wirbelwassersäule (OWC) als neues Gerät zur Umwandlung von Wellenenergie nach und nach die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Diese Geräte können durch die Bewegung von Meereswellen effektiv Energie erzeugen. Aufgrund ihrer potenziellen Vorteile für die Umwelt beginnen immer mehr Unternehmen, effizientere OWC-Geräte zu entwickeln. Unter vielen Technologien haben das Design und die Leistungsmerkmale der Wells-Turbine und der Hanna-Turbine große Aufmerksamkeit erregt.
Die Wirbelwassersäule treibt mit ihrem fließenden Wasserkörper die Luftströmung im umschlossenen Raum an und erzeugt so nutzbare Energie.
Grundlegende OWC-Komponenten
Zu den Kernkomponenten der OWC-Ausrüstung gehören die Sammelkammer und das Stromumwandlungssystem (PTO). Das Design des Zapfwellensystems ist ein Schlüsselfaktor für die Effizienz von OWC, das einen bidirektionalen Luftstrom in die erforderliche Energie umwandeln kann.
Zapfwellensystem und Turbinendesign
Das Zapfwellensystem spielt bei OWC-Geräten eine entscheidende Rolle. Es muss so ausgelegt sein, dass es den Luftstrom innerhalb und außerhalb der Sammelkammer verarbeiten und in Elektrizität oder andere Energieformen umwandeln kann. Die von Aaron Arthur Wells in den 1970er Jahren entworfene Wells-Turbine war eine bahnbrechende Innovation in dieser Art von Ausrüstung.
Die Vor- und Nachteile der Wells-Turbine
Die Wells-Turbine verfügt über ein symmetrisches Flügelprofil, das es ihr ermöglicht, die Drehung in die gleiche Richtung beizubehalten, wenn der Luftstrom in verschiedene Richtungen gerichtet ist. Durch dieses Design ist die Wells-Turbine wartungsfreundlich und kostengünstig, erzeugt jedoch aufgrund des großen Anstellwinkels des Schaufelblatts einen größeren Luftwiderstand bei hohen Luftströmungsraten, was sich negativ auf die Effizienz auswirkt.
Wells-Turbinen haben bei niedrigen Luftströmungsgeschwindigkeiten einen optimalen Wirkungsgrad, ihre Leistung wird jedoch bei schnelleren Luftströmungen beeinträchtigt.
Hanna Turbinen-Innovation
Im Jahr 2009 war die vom Umweltaktivisten John Clark Hanna entworfene Hanna-Turbine eine Verbesserung der Wells-Turbine. Das Hanna-Turbinendesign verwendet Doppelrotoren mit einem asymmetrischen Schaufelblatt und einem niedrigen Anstellwinkel, was es ermöglicht, unter verschiedenen Betriebsbedingungen einen hohen Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten.
Im Vergleich zur Wells-Turbine ist die Hanna-Turbine resistenter gegen Störungen im Betrieb, hat ein größeres Drehmoment und ein besseres Leistungsfenster.
Historischer Hintergrund
Das Konzept der Wirbelwassersäulen lässt sich auf die Glockenbojen des 19. Jahrhunderts zurückführen. Diese frühen Geräte nutzten den Luftdruck der Sammelkammer, um Schall als Warnsignal auf See auszusenden. Im Jahr 1947 nutzte ein japanischer Marinekommandant erstmals Wirbelwassersäulen zur Stromerzeugung und ebnete damit den Weg für zukünftige Fortschritte in der OWC-Technologie.
Wichtige OWC-Kraftwerksprojekte
LIMPET
Das LIMPET-Kraftwerk in Schottland ist seit 2001 in Betrieb und ist mit einer Wells-Turbine mit 2,6 Metern Durchmesser ausgestattet, die 500 kW Strom erzeugen kann.
Mutriku-Kraftwerk
Das 2011 in Betrieb genommene Kraftwerk Mutriku verfügt über 16 Wells-Turbinen und kann je nach günstigen Umweltbedingungen etwa 300 kW Strom erzeugen.
OE-Boje
OE Buoy, entwickelt von OceanEnergy, befindet sich derzeit in der Testphase und soll im Vollausbau etwa 500 MW Leistung erbringen.
Umweltauswirkungen
Die meisten Auswirkungen der Wirbelwassersäulentechnologie auf die Meeresökologie sind relativ gering und Komponenten, die nicht im Wasser funktionieren, können künstliche Lebensräume für Meereslebewesen schaffen. Allerdings ist Lärmbelästigung immer noch ein großes Problem, auf das OWC-Entwickler achten müssen.
Im Kontext der wachsenden Bedeutung erneuerbarer Energien gibt es vielfältige Fortschritte in verschiedenen Technologien. Die von Wells und Hanna vorgestellten Designkonzepte haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Wie wird die zukünftige Entwicklung von OWC die Art und Weise verändern, wie wir Meeresenergie nutzen?
