Chinesische Forscher sagen, dass Schiffe zu Energiewandlern für sich bewegende Wellen werden können, indem sie „Wellenoszillatoren“ verwenden, um Energie aus der Hub-, Roll- und Stampfbewegung von Schiffen zu gewinnen, während sie sich durch das Meer bewegen, und gleichzeitig als Bewegungsdämpfer wirken, um die Sicherheit zu erhöhen.
Es gibt derzeit unzählige schwimmende Wellenenergiegeneratoren in der Entwicklung, aber nur wenige werden auf Schiffen eingesetzt, die den Großteil ihrer Arbeitszeit in Wellen verbringen. Und die Energiespeicherung auf Schiffen wird zu einem der am schwierigsten zu überwindenden Hindernisse im Dekarbonisierungsprozess. Wo lässt sich Strom besser erzeugen als auf Schiffen?
Forscher am Shanghai Institute of Ship Transport Science haben ein Zweikörper-Punktabsorbersystem vorgeschlagen, das unter dem Deck des Frachtschiffs installiert werden soll, um den Laderaum zu schützen und gleichzeitig durch den Rumpf vom Meerwasser isoliert zu sein.
Das Gerät besteht aus einem Rahmen, dessen Ober- und Unterseite fest mit dem Boot verbunden sind, mit einem Oszillatorkörper auf den Schienen, der sich auf und ab bewegen kann, einer Feder zur Aufhängung des Oszillators und einem Hydraulikzylinder, der mit dem Boden und der Unterseite des Oszillators verbunden ist.
Während der Oszillator relativ zum Boot und zum festen Rahmen auf und ab gleitet, pumpt der Hydraulikzylinder Öl durch den hydraulischen Nebenabtrieb, um Energie zu erzeugen. Inzwischen ist der Oszillator mit Wasser gefüllt, verfügt aber über ein System, das Wasser hinzufügt und abzieht, um sein Gewicht zu ändern. Dies ist besonders praktisch bei extremen Wetterbedingungen, wenn das Gewicht des Oszillators reduziert werden kann und dadurch die Belastung der Rumpfstruktur verringert wird.
Das Design ermöglicht es dem Oszillator, sich „entlang einer Gleitstange zu bewegen, während das Schiff eine Hub-, Roll- oder Nickbewegung durchführt“ – und so Energie aus drei verschiedenen Bewegungsachsen zu erzeugen, während frühere Designs nur Energie aus einer oder zwei Bewegungsachsen erzeugen konnten, sagten die Forscher.
Das Forschungsteam erstellte ein Systemmodell für Simulationstests und führte eine Reihe von Tests durch, um die Leistung des Systems bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Wellenwinkeln usw. zu bestimmen. Forschungsergebnisse zeigen, dass die Energieerfassungseffizienz im Wellenmeer am höchsten ist, wo die Wellen im 90-Grad-Winkel rollen und direkt auf die Schiffsseite treffen. In diesem Fall kann das System „innerhalb einer bestimmten Wellenperiode 90,71 % der theoretisch maximal aufgenommenen Leistung des achsensymmetrischen Punktabsorbers erreichen.“
Das Forschungsteam teilte RechargeNews mit, dass sie als nächstes einen Prototypen des Systems für Wave-Box-Tests planen und dass das gleiche System „leicht auf andere Offshore-Strukturen skalierbar“ sei.
Eine Frage, die in der Studie nicht untersucht wurde, war, wie viel Strom das System durchschnittlich gleichzeitig liefern kann – dies wird zusammen mit Platzerwägungen ausschlaggebend dafür sein, ob solche Systeme weit verbreitet eingesetzt werden können.
Die Forschung wurde öffentlich in der Zeitschrift Renewable Energy veröffentlicht.