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Gezeitenkraftwerke: Wie sie Ebbe und Flut zur Energie-Erzeugung nutzen

  • Veröffentlicht: 24.01.2023
  • 17:45 Uhr
  • Galileo

Jeden Tag bewegen sich durch die Gezeiten unbändige Wassermassen in den Weltmeeren. Diese Kraft sollen Gezeitenkraftwerke verwerten. Auf dieser Seite erfährst du, wie ein Gezeitenkraftwerk funktioniert - und wie es überhaupt zu Ebbe und Flut kommt.

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Das Wichtigste zum Thema Gezeitenkraftwerke

  • Im Gegensatz etwa zu Kohlekraftwerken nutzen Gezeitenkraftwerke eine erneuerbare Energiequelle: die Bewegungsenergie des Wassers in den Meeren der Welt durch Ebbe und Flut.

  • Gemeinsam mit Solarkraft und Windkraft können Gezeitenkraftwerke daher einen Beitrag zur Energiewende leisten.

  • Gezeitenkraftwerke auf der Grundlage eines Staudamms können jedoch Ökosysteme stören. In-Flow-Gezeitenkraftwerke sind hingegen weniger invasiv.

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Gezeitenkraftwerk: Funktionsweise

Ein Gezeitenkraftwerk schöpft aus dem sogenannten Tidenhub elektrische Energie, der durch die Gezeiten - also Ebbe und Flut - entsteht.

Als Tidenhub gilt das Ausmaß zwischen unterstem Pegelstand (Niedrigwasser) und höchstem Pegelstand (Hochwasser).

Bislang überwiegen Gezeitenkraftwerke in der Bauweise als Staudamm. Mittlerweile kommen jedoch In-Flow-Gezeitenkraftwerke hinzu, deren ökologischer Einfluss geringer ist.

Das erste Gezeitenkraftwerk ging schon vor mehr als 50 Jahren in Betrieb. Die Idee, die Kraft des Tidenhubs zu nutzen, gab es sogar schon vor Jahrhunderten, zum Beispiel in Mühlen.

Das Leistungsvermögen von Gezeitenkraftwerken wird erst ansatzweise genutzt. Unter anderem gibt's wenige geeignete Stellen mit einem ausreichenden Tidenhub von mehreren Metern. Auch liefert ein Gezeitenkraftwerk nicht gleichmäßig Energie, weshalb es effizientere Zwischenspeicher braucht.

Gezeitenkraftwerke als Staudamm

Gezeitenkraftwerke in der Staudamm-Bauweise finden sich an Buchten oder Mündungen mit hohem Tidenhub.

Im Staudamm sind neben Rechen, die widrige Baumstämme oder Ähnliches aussieben, Turbinen verbaut. Diese werden durch das ein- und abfließende Wasser bei Ebbe und Flut angetrieben.

Mithilfe von einem Generator und Transformator wird die Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt.

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Aufbau eines Kraftwerks in Staudamm-Bauweise

Diese Technik verbirgt sich in einem Wasserkraftwerk
Diese Technik verbirgt sich in einem Wasserkraftwerk © Galileo

In-Flow-Gezeitenkraftwerke

Einen Staudamm braucht es für In-Flow-Gezeitenkraftwerke nicht. Die Turbinen befinden sich nicht in Betonwänden, sondern stehen an Masten befestigt in der Strömung.

In-Flow-Gezeitenkraftwerke stellen somit eine von Art Unterwasser-Windkraftanlage dar. Die Energie aus den Bewegungen des Meeres durch das Zu- und Ablaufen des Wassers werden mit einem Generator in Strom umgewandelt.

Im Vergleich zu Gezeitenkraftwerken in der Staudamm-Bauweise greifen In-Flow-Gezeitenkraftwerke weniger in die Tier- und Pflanzenwelt ein.

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Verschiedene Arten von Turbinen

Staudämme: Gigantische Neu-Projekte und gefährliche Altlasten

So funktioniert eine Pelton-Turbine.
So funktioniert eine Pelton-Turbine.© Galileo
So funktioniert eine Kaplan-Turbine.
So funktioniert eine Kaplan-Turbine.© Galileo
So funktioniert eine Francis-Turbine.
So funktioniert eine Francis-Turbine.© Galileo
So funktioniert eine Durchström-Turbine.
So funktioniert eine Durchström-Turbine.© Galileo
So funktioniert eine Pelton-Turbine.
So funktioniert eine Kaplan-Turbine.
So funktioniert eine Francis-Turbine.
So funktioniert eine Durchström-Turbine.

Gezeiten: Wie Ebbe und Flut entstehen

🌚 Die Gezeiten, auch Tiden genannt, bilden sich infolge der Anziehungskraft des Mondes.

🌊 Wie eine Art Magnet verursacht der Mond zum einen auf der Seite der Erde, die dem Mond zugewandt ist, und zum anderen auf der Seite, die vom Mond abgewandt ist, zwei sogenannte Flutberge.

🌍 Mit ihrer täglichen Drehung wendet sich die Erde praktisch unter diesen Flutbergen hindurch.

💧 In der Konsequenz kommt es zweimal am Tag zu Niedrigwasser und Hochwasser.

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Wie tief sind unsere Meere?

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Unsere Erde ist zu rund 71 Prozent von Wasser bedeckt. Nur ein Bruchteil davon ist bisher erschlossen. Wir tauchen ab und machen uns auf eine Reise von der Wasseroberfläche bis in die Tiefsee. Wem begegnet man hier - und wo ist eigentlich die tiefste Stelle unserer Weltmeere?

  • Video
  • 03:46 Min
  • Ab 0

Wie sich Ebbe und Flut, Niedrigwasser und Hochwasser unterscheiden

1️⃣ Unter Niedrigwasser versteht man den Zeitpunkt des tiefsten Wasserstands.

2️⃣ Im Zeitraum zwischen Niedrig- und Hochwasser nimmt der Pegelstand zu. Diese Phase auflaufenden Wassers heißt Flut.

3️⃣ Hat das Wasser den höchsten Pegelstand erreicht, bezeichnet man diesen Zeitpunkt als Hochwasser.

4️⃣ Unter Ebbe ist der Zeitraum ablaufenden Wassers zurück von Hoch- zu Niedrigwasser bekannt.

Warum Ebbe und Flut an der Ostsee kaum sichtbar sind

🤔 Auf offenem Meer ist der Tidenhub kaum sichtbar. In Küstennähe schwankt der Wasserstand durch die Gezeiten hingen deutlich - allerdings gibt's auch dort merkliche Unterschiede.

🤏 An den Küsten der Ostsee verändert sich der Wasserstand etwa nur um ungefähr zehn Zentimeter.

↘ Das liegt daran, dass die Ostsee ein Binnenmeer mit lediglich einer schmalen Verbindung zur Nordsee ist. Darüber können sich nicht so große Wassermassen hin und her bewegen.

↗ Anders ist dies bei der Nordsee, die eine breite Öffnung zum Atlantik hat. Bei Flut kommen von dort die Wassermassen - und sie schwinden bei Ebbe.

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