Bildquelle: RainerSturm / pixelio.de Die Öffentlichkeit kann sich im Energieatlas Baden-Württemberg über die Potenziale und die Nutzung von Sonne, Wind, Wasser und Biomasse als regenerative Energieträger informieren. Auch zum Wärmebedarf und dem Stand des Netzausbaus in Baden-Württemberg stehen Informationen bereit. Erneuerbare Energien, oft auch als regenerative Energien bezeichnet, stammen aus Quellen, die durch ihre Nutzung nicht erschöpft werden und dauerhaft zur Verfügung stehen. Sie eröffnen im Gegensatz zu den endlichen fossilen Energieträgern eine nachhaltige, umweltfreundliche Nutzung der Ressourcen und sind neben der Verbesserung der Energieeffizienz der wichtigste Baustein der Energiewende. Wind- und Sonnenenergie sind die wichtigsten regenerativen Energieträger. Weitere regenerative Energieträger sind Biomasse, Geothermie, Wasserkraft und Meeresenergie (genutzt z. B. in Gezeiten- oder Wellenkraftwerken). Die Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg im Jahr 2050 zu 80 % aus erneuerbaren Energien zu decken. Aktuell liegt der Anteil der regenerativen Energie am Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg bei rund 14,6 % (Bund: 16,7 %). Am Bruttostromverbrauch haben regenerative Energien in Baden-Württemberg einen Anteil von 23 % (Bund: 37,8 %). Windenergie Die Nutzung der Windenergie ist ein guter Ansatz zur Deckung des Stromverbrauchs aus regenerativen Quellen in Baden-Württemberg. Die technische Weiterentwicklung der Windenergieanlagen bewirkt, dass die Energieproduktion bei immer niedrigeren Windgeschwindigkeiten effektiver wird. Die Gewinnung von Windstrom im Binnenland hat den Vorteil, dass der Strom in räumlicher Nähe zu den großen Industriekunden und zu den süddeutschen Ballungsräumen erzeugt werden kann. Aktuell liegt die Stromerzeugung aus Windenergie, bezogen auf die Bruttostromerzeugung, bei 3,7 %. Im September 2019 hat die LUBW aktuelle Daten zu den Potenzialen der Windenergie in Baden Württember g im Energieatlas veröffentlicht und Gebiete aufgezeigt, die sich sowohl hinsichtlich ihrer Windeignung als auch hinsichtlich ihrer Flächeneignung für den Ausbau der Windenergie anbieten. Solarenergie Die Nutzung der Solarenergie durch Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) hat in Baden-Württemberg mit etwa 9,2 % derzeit den größten Anteil an der Bruttostromerzeugung. Der Ausbau der PV-Anlagen auf Dachflächen wie auch auf Freiflächen schreitet weiter voran. Die LUBW hat das Flächenpotenzial für Photovoltaik-Freiflächenanlagen neu berechnet. Grundlage ist die am 7. März 2017 von der Landesregierung verabschiedete Freiflächenöffnungsverordnung (FFÖ-VO). Während zuvor PV-Anlagen im Wesentlichen nur auf Seitenrandstreifen von Autobahnen und Bahnstrecken sowie Konversionsflächen, wie zum Beispiel stillgelegte Abfalldeponien, für Photovoltaik-Freiflächenanlagen möglich waren, können jetzt auch Acker- und Grünlandflächen in sogenannten benachteiligten landwirtschaftlichen Gebieten miteinbezogen werden. Im Energieatlas Baden-Württemberg werden die Ergebnisse der Neuberechnung unter folgender Internetadresse bereitgestellt: https://www.energieatlas-bw.de/sonne/freiflachen Eine Neuberechnung der PV-Solarpotenziale auf Dachflächen ist in Vorbereitung. Im Moment stehen dachspezifische Hinweise bezüglich ihrer Eignung für Photovoltaik für den Gebäudebestand aus dem Jahr 2005 unter folgendem Link zur Verfügung: https://www.energieatlas-bw.de/sonne/dachflachen/potenzial-dachflachenanlagen Weitergehende Informationen: Erweitertes Daten- und Kartenangebot zum Thema Regenerative Energien: https://udo.lubw.baden-wuerttemberg.de/projekte/p/energie_start Publikation: „ Erneuerbare Energien 2018 in Baden-Württemberg – Erste Abschätzung, Stand April 2019 “ Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Webseite Erneuerbare Energien Bildquelle: RainerSturm / pixelio.de
Der spanische Energieversorger Ente Vasco de la Energía (EVE) verkündete am 7. Juli 2011 auf seiner Internetseite, dass das Baskenland das erste kommerzielle Wellenkraftwerk Europas eingeweiht hat. Das Kraftwerk mit einer Leistung von 300 Kilowatt befindet sich vor der kleinen Stadt Mutriku an der Nordküste Spaniens, gelegen zwischen San Sebastian und Bilbao.
ERNEUERBARE ENERGIEN Erneuerbare Energien stammen aus Quellen, die durch ihre Nutzung nicht erschöpft werden und dauerhaft zur Verfügung stehen. Sie eröffnen im Gegensatz zu den endlichen fossilen Energieträgern eine nachhaltige, umweltfreundliche Nutzung unserer eigenen Ressourcen und sind neben der Verbesserung der Energieeffizienz der wichtigste Baustein der Energiewende. Wind- und Sonnenenergie sind die wichtigsten erneuerbaren Energieträger. Weitere erneuerbare Energieträger sind Biomasse, Geothermie, Wasserkraft und Meeresenergie (genutzt z.B. in Gezeiten- oder Wellenkraftwerken). Die Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Endenergieverbrauch in Baden-Württemberg im Jahr 2050 mit einem Anteil von 80 % aus erneuerbaren Energien gegenüber 1990 zu decken.
Das Projekt "Erprobung eines modularen Konzepts zur Erzeugung von netzkonformem Strom aus unregelmäßigen Meereswellen in einem Generatoren-Verbund" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SINN Power GmbH durchgeführt. Das beantragte Forschungsprojekt ist in zwei jeweils einjährige Phasen eingeteilt. Phase 1 dient der Vorbereitung der Erprobung des schwimmenden Kraftwerkskonzepts. Dazu soll in einem stationären Wellenkraftwerk aus fünf Einzelmodulen ein elektrisches Konzept getestet und optimiert werden, das den erzeugten Strom aus einzelnen Wellenkraftwerksmodulen glättet und entsprechend der Netzspezifikationen zusammenführt. Gleichzeitig sollen ein Verankerungssystem und daran angeschlossene elektrische Komponenten entwickelt und erprobt werden, die den Strom von der schwimmenden Anlage zuverlässig an Land übertragen. In Phase 2 sollen die Erkenntnisse aus Phase 1 zusammengeführt und in einem schwimmenden Erproberkraftwerk aus 21 Wellenkraftwerksmodulen getestet und weiter optimiert werden. Hierbei liegt der Fokus besonders auf der Optimierung und Erprobung einer Regelungsstrategie, die neben der Stromzusammenführung auch den Ertrag in unterschiedlichen Wellenklimata maximiert.
Das Projekt "Ocean Energy Web-GIS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hydrodynamische Untersuchung der Plattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Teilvorhaben 'Hydrodynamische Untersuchung der Plattform' wird das Gesamtsystem, bestehend aus den zwei Auftriebskörpern, den Crossing Arms die mit insgesamt 36 Turbinen bestückt sind, getestet. Um eine zuverlässige und realistische Aussage zur Schwimmlage, Stabilität und Gleichgewichtsposition unter dem Einfluss von Wellen und Strömung machen zu können, ist ein detailliertes Modell notwendig, um die Interaktionen zwischen den Komponenten realistisch zu simulieren. Auf der Basis der Versuche können gegebenenfalls noch konstruktive Anpassungen vorgenommen werden, um ein optimales Gleichgewicht erreichen zu können. Mit Untersuchungen des Systems im Betriebszustand, dem Wartungszustand sowie während des Transitionsvorganges wird das System umfassend getestet und damit zu einer nachhaltigen Entwicklung beigetragen. Auf der Basis von Kräftemessungen am Verankerungspunkt am Meeresboden sowie den Verbindungspunkten zwischen dem Ausleger und den Auftriebskörpern werden die Belastungen ermittelt, die sich unter dem Einfluss von Strömung und Seegang einstellen. Folgende Arbeitsschritte sind für das Teilvorhaben erforderlich: 1. Sorgfältige Planung des Modells hinsichtlich geometrischen Abmessungen, Gewichtsschwerpunkten, Massenverteilungen unter Berücksichtigung der Integration des notwendigen Messequipments, Volumen der Ballasttanks, sowie deren Befüllung und Entleerung während des Versuchs, Befestigungen zwischen den Komponenten und der Plattform am Schleppwagen. 2. Durchführung von Vorversuchen hinsichtlich Turbulenzerzeugung während des Schleppvorganges (Simulation der Strömung) sowie für die Interaktion zwischen Strömung und Seegang zur Modellierung realistischer Umweltbedingungen. 3. Durchführung von Versuchen im a) Betriebszustand, b) Wartungszustand und c) während des Transitionsvorganges. Alle Zustände werden verschiedenen Seegängen (Einsatzort Prototyps) und Strömungsgeschwindigkeiten untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung und Entwicklung des Turbinensystems sowie Konzeptionierung der Trag- und Befestigungsstruktur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SCHOTTEL Hydro GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts 'TidalPower' ist die Entwicklung eines Gesamtsystems zur effizienten Gewinnung von Gezeitenströmungsenergie, das im Vergleich zu den Konzepten der internationalen Wettbewerber mit deutlich reduzierten Aufwendungen hinsichtlich Betrieb, Installation und Wartung sowie mit weitaus geringeren Investitionskosten verbunden ist. Dies soll durch die Realisierung eines neuen, nur halbgetauchten Plattform-Trägersystems in Kombination mit einem innovativen Turbinenkonzept erreicht werden. Im hier beantragten Teilvorhaben von Schottel wird zum einen die Entwicklung der Gesamtturbine inklusive Antriebsstrang, elektrischer Maschine und Blattverstellung vorgenommen. Zum anderen erfolgt die Konzeptionierung und hydrodynamische Simulation der Plattform. Dies beinhaltet neben dem grundsätzlichen Aufbau der Tragstruktur auch Fragestellungen zur Befestigung der Plattform am Fundament und zum Fundamentdesign. Die Konzipierung des Antriebsstrangs für die neue Turbinenfamilie erfolgt unter Berücksichtigung eines möglichst kompakten Aufbaus und der optionalen Integration einer Verstellnabe für eine aktive Blattverstellung. Zur Realisierung der optionalen aktiven Blattverstellung werden verschiedene infrage kommende Verstellkonzepte miteinander verglichen und das Optimum ausgewählt. Im Anschluss an die Konstruktion erfolgt die Fertigung eines Antriebsstrang-Musters sowie eines Musters für die Blattverstellung - diese werden anschließend auf einem hauseigenen Prüfstand getestet. Die Konzeptionierung der Plattform erfolgt im Hinblick auf die Bestückung der Plattform mit der zu entwickelnden Turbinenfamilie. Hierzu wird eine detaillierte Auslegung, Konstruktionsplanung und Simulation der Tragstruktur unter Berücksichtigung der zu realisierenden unterschiedlichen Betriebspositionen vorgenommen. Zudem erfolgen das Fundamentdesign sowie die Ausgestaltung und Erprobung des Gelenks zur Verbindung des Fundaments mit der Tragstruktur.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hydraulische Optimierung der Blätter für Gezeitenströmungsturbinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Institut für Fluid- und Thermodynamik, Fachgebiet Strömungsmaschinen durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts 'TidalPower' ist die Entwicklung eines Gesamtsystems zur effizienten Gewinnung von Gezeitenströmungsenergie, das im Vergleich zu den Konzepten der internationalen Wettbewerber mit deutlich reduzierten Aufwendungen hinsichtlich Betrieb, Installation und Wartung sowie mit weitaus geringeren Investitionskosten verbunden ist. Dies soll durch die Realisierung eines neuen, nur halbgetauchten Plattform-Trägersystems in Kombination mit einem innovativen Turbinenkonzept erreicht werden. Das hier beantragte Teilvorhaben hat zum Ziel, die Turbinenblätter hydraulisch mit innovativen Methoden zu optimieren. Wesentlich ist es dabei immer, einen Kompromiss zu finden zwischen Turbinenwirkungsgrad, Kavitationsverhalten und hydraulischen Kräften auf die Turbine, die letztlich die Kosten der - die Turbine tragenden - Plattformkonstruktion bestimmen. Zur Weiterentwicklung des Turbinenblätter kommen sowohl analytische (Blattelementverfahren als auch die numerische Strömungssimulation zum Einsatz. Beide Methoden werden mit einem Optimierungsalgorithmus gekoppelt, um die bestmögliche hydraulische Charakteristik (d.h. Kennlinien, Wirkungsgrade, Schubkräfte, günstige Kavitationseigenschaften) der neuen Turbinen zu erreichen. Es werden sowohl eine Konstruktion mit nichtverstellbaren ('fixed pitch') als auch mit verstellbaren 'variable pitch' Rotorblättern betrachtet. Die optimierten Blattformen werden an den Verbundpartner 'Schiffsbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH' weitergegeben, wo sie als Modelle gebaut und im Wasserkanal getestet werden. Am Ende steht eine Familie von Turbinen, mit der sich weitere Anwendungsfelder dieser Technologie erschließen lassen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung grundlegender Betriebsführungs- und Regelungsfunktionen unter Berücksichtigung dynamischer Lasten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts 'TidalPower' ist die Entwicklung eines Gesamtsystems zur effizienten Gewinnung von Gezeitenströmungsenergie, das im Vergleich zu den Konzepten der internationalen Wettbewerber mit deutlich reduzierten Aufwendungen hinsichtlich Betrieb, Installation und Wartung sowie mit weitaus geringeren Investitionskosten verbunden ist. Dies soll durch die Realisierung eines neuen, nur halbgetauchten Plattform-Trägersystems in Kombination mit einem innovativen Turbinenkonzept erreicht werden. Das hier beantragte Teilvorhaben TidalPower Control des Fraunhofer IWES hat zum Ziel, (a) Regelungskonzepte für die einzelnen Turbinen zu optimieren und dabei insbesondere die dynamischen Lastverhältnisse für passiv-adaptive und pitch-geregelte Turbinen vergleichend zu untersuchen, (b) die übergeordnete Regelung und Betriebsführung sowie ein Sicherheitskonzept für das Gesamtsystem Halbtaucher-Turbinenträger mit vielen Einzelturbinen zu erstellen, (c) Konzepte zur aktiven Lastreduktion zu entwickeln sowie (d) ein Messsystem für den Prototypen und einen ersten Entwurf eines Zustandsüberwachungssystem für das Gesamtsystem zu entwickeln. Das IWES bearbeitet im Rahmen des Projektes die Teilarbeitspakete TAP1.6: Optimierung der Turbinenregelung; TAP 2.7: Entwicklung grundlegender Betriebsführungs- und Regelungsfunktionen für das Plattformsystem; TAP 2.8: Entwicklung von Regelungsverfahren zur Lastenreduktion sowie TAP 2.9: Entwicklung eines Mess- und Überwachungskonzeptes.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Fertigung verschiedener Seilvarianten für das Baumuster des NEMOS-Wellenkraftwerks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LIROS GmbH durchgeführt. Durch die global angestrebte Reduzierung des CO2-Ausstoßes und den deutschen Ausstieg aus der Kernenergie gewinnen alternative Energieträger zunehmend an Bedeutung. Ein ausgewogenes Portfolio an erneuerbaren Energien kann neben Solar- und Windenergie auch die Energie der Meereswellen nutzen. Von den zahlreichen Konzepten zur Stromproduktion aus Wellenenergie konnte sich bis heute kein Funktionsprinzip wirtschaftlich etablieren. Das hier weiter zu entwickelnde NEMOS-Konzept basiert auf Schwimmkörpern mit großer Wirkbreite und einer Seilkinematik mit Energiewandlung oberhalb des Wasserspiegels. Ziel des Vorhabens ist die Umsetzung eines textilen Seilsystems zur Realisierung eines effizienten Antriebsstrangs für das NEMOS-Projekt. Das Teilvorhaben NEMOS-SEIL befasst sich hierbei mit den besonderen Anforderungen an die hochfesten Kunststoffseile, die als wesentliches Element der Anlage eine sehr spezielle Kombination von Eigenschaften aufweisen müssen. Die Realisierung des Seilsystems wird in drei Teilaufgaben unterteilt. Die ersten beiden Teilaufgaben beinhalten die Entwicklung, Fertigung und die Laborversuche der Faserseile und werden in eine Vorserie und eine Hauptserie aufgeteilt. Für die Umsetzung und Durchführung der Seilversuche wird mit einem dritten Partner außerhalb des Verbundes zusammengearbeitet. In einer externen Versuchsanstalt können die Seile hinsichtlich der Umlenkung auf Seilrollen mit hohen Wiederholungszahlen getestet werden. In der dritten Teilaufgabe, wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse Seile für das 1:1 Baumuster gefertigt. Während der Begutachtung und Analyse der im Naturversuch genutzten Seile werden die Laborergebnisse validiert und weitere Einflussfaktoren untersucht, wie z.B. organischer Bewuchs, Schwebepartikel sowie unregelmäßige Last- und Bewegungsverläufe.
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