Unkonventionelle Lösung für grünen Strom

Durch den Einsatz optimierter Turbinen können künftig umweltfreundliche Gezeiten-Wasserkraftwerke wesentlich effizienter "grünen" Strom erzeugen. Ingenieure der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickeln dafür Schaufelblätter mit eingebauten Motoren. Die integrierten Antriebe sorgen dafür, dass sich die Turbinenschaufeln während jeder Umdrehung optimal an die Wasserströmung anpassen und verhindern so einen gefährlichen Strömungsabriss. Dieser Begriff beschreibt die Ablösung der Strömung von der Oberfläche von Turbinenschaufeln, Flugzeugflügeln oder Rotorblättern. Die Folge ist, dass die Auftriebskräfte, die die Turbine antreiben bzw. das Flugzeug in der Luft halten, plötzlich zusammenbrechen, während der Widerstand schlagartig stark ansteigt. Die dabei auftretenden Kräfte führen zu einem Effizienzverlust und über längere Zeit zu Materialversagen und Ermüdungsbrüchen der Turbinenrotoren.

"Bisher müssen diese Belastungen durch stabilere Bauteile, verbunden mit einem höheren Materialeinsatz bzw. Hochleistungsmaterialien, kompensiert werden", so der Strömungsmechaniker Dr. Stefan Hoerner vom Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik. "Beides ist wirtschaftlich und ökologisch gesehen ziemlich teuer. Mit der neuen Technologie soll es möglich werden, die Strömung um die Schaufeln aktiv zu kontrollieren und die Turbinen dadurch leichter, langlebiger und damit effizienter zu gestalten."

Die integrierten Motoren können durch die Bewegung der Schaufeln die Strömung so beeinflussen und optimieren, dass sie bei minimaler Belastung maximale Effizienz erreichen. "Dadurch steigt die elektrische Leistung und die Struktur kann gleichzeitig feingliedriger gestaltet werden. Das wiederum hilft, Material einzusparen und die Lebensdauer der Turbinen nachhaltiger Gezeiten- oder Flusskraftwerke zu erhöhen."