Eine Gezeitenturbine ist eine hydraulische Turbine (unterseeisch oder flott), die die kinetische Energie von Meeres- oder Flussströmungen nutzt , genauso wie eine Windturbine die kinetische Energie des Windes nutzt .
Die Turbine der Gezeitenturbine ermöglicht die Umwandlung der kinetischen Energie des bewegten Wassers in mechanische Energie, die dann durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt werden kann . Die Maschinen können die unterschiedlichsten Formen annehmen, vom großen Generator von mehreren Megawatt, der an Stellen mit sehr starken Gezeitenströmungen in die Tiefe getaucht wird, bis hin zum schwimmenden Mikrogenerator, der kleine Flussströmungen ausrüstet.
In den Jahren 2005-2010 rückte der Wunsch, erneuerbare Energien zu entwickeln , den Fokus auf die Meeresenergien und die Gezeitenenergie. Die technische Reife des Sektors setzt sich durch und es finden Finanzinvestitionen statt. Unterstützt durch eine proaktive institutionelle Politik werden technische und umweltbezogene Studien durchgeführt. Gleichzeitig werden Demonstratoren und Prototypen in Frankreich und weltweit getestet, um Konzepte und Maschinen zu validieren. Zehn Jahre später ist das Ergebnis weniger optimistisch: Technische Zwänge, Umweltauflagen und hohe Betriebskosten bremsen die Entwicklung eines noch fragilen Industriesektors.
Die kinetische Kraft einer Flüssigkeit, die durch eine kreisförmige Oberfläche strömt, beträgt:
in Wmit:
Die rückgewinnbare Energie ist geringer als die kinetische Energie der Wasserströmung vor der Gezeitenturbine, da das Wasser eine gewisse Restgeschwindigkeit aufrechterhalten muss, damit eine Strömung verbleibt. Ein elementares Betriebsmodell der Propeller nach Rankine und Froude ermöglicht die Bewertung des Verhältnisses der erzielbaren kinetischen Leistung für einen Abschnitt senkrecht zur bewegten Flüssigkeit. Dies ist die Betz-Grenze , gleich 16 ⁄ 27 = 59% . Diese Grenze kann überschritten werden, wenn der Flüssigkeitsstrom in eine Vene mit variablem Querschnitt (Venturi-Effekt) gezwungen wird, anstatt frei um den Propeller zu zirkulieren.
Die theoretisch maximal erzielbare Leistung einer Gezeitenturbine lässt sich wie folgt ausdrücken:
Oder :
= Leistung in Watt (W); = von den Schaufeln überstrichene Fläche in Quadratmetern (m 2 ); = Geschwindigkeit des Wasserstrahls in Metern pro Sekunde (m / s).Zur Berechnung der Leistung einer Gezeitenturbine unter Berücksichtigung der kinetischen und potentiellen Energie siehe: Berechnung der Leistung einer Wind- oder Gezeitenturbinenanlage .
Turbinen nutzen die Dichte von Wasser, die 832-mal höher ist als die von Luft (ca. 1,23 kg m -3 bei 15 ° C ). Trotz einer geringeren Fluidgeschwindigkeit ist die erzielbare Leistung pro Flächeneinheit des Propellers daher bei einer Gezeitenturbine viel größer als bei einer Windkraftanlage. Andererseits ändert sich die Stromstärke mit dem Kubikmeter der Geschwindigkeit, so dass die von einem Strom von 4 m/s erzeugte Energie achtmal stärker ist als die von einem Strom von 2 m/s erzeugte . Die Standorte mit starken Strömungen (> 3 m/s ) sind daher besonders günstig, aber leider recht selten (einige Dutzend Standorte weltweit).
Die Inkompressibilität des Wassers erfordert, dass die Strömung durch die Gezeitenturbine stromaufwärts und stromabwärts identisch ist. Somit ist das Produkt der Geschwindigkeit durch den Abschnitt vor und nach dem Propeller konstant. Beim Passieren der Gezeitenturbine wird die Flüssigkeit verlangsamt und die Vene erweitert sich.
Die Rückgewinnung von hydraulischer Energie in Form der Gravitation gibt es schon lange. Es handelt sich im Prinzip um Maschinen oder Bauwerke wie Wassermühlen , Gezeitenmühlen , hydraulische Staudämme oder Gezeitenkraftwerke . Durch die Nachteile, die Rückgewinnung kinetischer Energie bleibt von Flussströmungen und Meeres selten vor dem XXI - ten Jahrhunderts.
Zu Beginn der 2000er Jahre rückte die Notwendigkeit des Ausbaus erneuerbarer Energien die Meeresenergien und insbesondere die Gezeitenenergie in den Fokus. Von 2005-2010 ermöglicht die technische Reife des Sektors den gleichzeitigen Beginn von technischen und Umweltstudien in Frankreich und auf der ganzen Welt. Gezeitenturbinen profitierten dann von enormen technischen und finanziellen Anstrengungen, wie einige Jahre zuvor der Ausbau der Windkraft . Zu diesem Zeitpunkt wird insbesondere bei großen Gezeitenturbinen (Maschinen ab 1 MW ) ein rascher Einsatz des Industriesektors erwartet .
Die Entwicklung neuer Materialien (Verbundwerkstoffe, Verbundbeton, Metalllegierungen usw. ) bestärkt den Gedanken, dass relevante technische Lösungen erforderlich sein könnten, die an die Meeresumwelt angepasst sind. Die 2010er Jahre sahen die Produktion von Demonstratoren und Prototypen getestet in-situ in Frankreich und auf der ganzen Welt. Gleichzeitig wird die Mini-Gezeitenturbine angefahren, fluss- und flussgerechter, wartungsfreundlicher und damit geringere Investitionskosten.
2018 ist der Bericht in Frankreich bitter: Industrielle Errungenschaften bleiben rar und der Meeresenergiesektor, insbesondere Gezeitenturbinen, hat Mühe, sich zu entwickeln. Technische Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Meeresumwelt wie Korrosion, Verkrustung und hohe Wartungs- oder Reparaturkosten tragen zu Kosten pro MWh bei, die im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien unerschwinglich sind. Die besonders starken regulatorischen Zwänge in Frankreich bremsen die Entwicklung eines Sektors, der sich bereits in den Startlöchern befindet, und das Entstehen eines Industriesektors in der nahen Zukunft (2020-2025) für Gezeitenturbinen ist nicht selbstverständlich.
Im Juli 2018gibt Naval Énergie das Ende ihrer Investitionen in Gezeitenturbinen bekannt und wird ihre Aktivitäten künftig auf schwimmende Windturbinen und thermische Energie aus den Meeren konzentrieren . Diese Tochtergesellschaft der Naval Group hatte seit 2008 250 Millionen Euro in Gezeitenturbinen investiert und gerade die14. Juni 2018das Werk Cherbourg-en-Cotentin für die Montage von Gezeitenturbinen. Diese Entscheidung wird durch das Fehlen kommerzieller Aussichten und durch ein Subventionssystem gerechtfertigt, das den Herstellern während der Entwicklungsphase keine direkten Beihilfen gewährt. Großbritanniens Entscheidung, Gezeitenturbinen nicht zu subventionieren, und Kanadas Sensibilität für Technologiekosten verstärkte die Analyse eines unrentablen Marktes. Von einem irischen Gericht zwangsweise liquidiert, sollte OpenHydro die Anordnungen von zwei Maschinen für Japan und Kanada nicht erfüllen.
Die verschiedenen Vorteile von Gezeitenturbinen sind wie folgt:
Die Nachteile sind hauptsächlich:
Um diese Nachteile zu vermeiden, haben einige das Prinzip oszillierender Tragflügel vorgeschlagen. Eines der neuesten ist das freistehende StreamWings-Gerät mit zwei Flügeln von F. Guigan und J. Simeray.
Bezüglich der Umwelt, der Charakterisierung des Nachlaufs, der Turbulenzen und anderer hydrodynamischer oder halieutischer Einwirkungen beziehen sich die engsten Erfahrungsrückmeldungen auf Staudämme vom Typ des Gezeitenkraftwerks Rance , die schwer mit denen von nicht in einen Staudamm integrierten Gezeitenturbinen zu vergleichen sind. Die elektromagnetischen Auswirkungen sind nicht bekannt und können je nach Leistung der Installationen und verwendetem Kabeltyp (abgeschirmt oder nicht, erdverlegt oder nicht, in Gleich- oder Wechselstrom ...) stark variieren.
Mögliche direkte oder indirekte Umweltauswirkungen sind für Fischer , die in Interessengebieten arbeiten, von besonderer Bedeutung. Diese Auswirkungen (Lärm während der Baustelle, insbesondere hydrodynamisch und hydroenvironmental) werden mit Modellen oder Modellen untersucht oder simuliert, sind jedoch noch unzureichend verstanden; die Rotoren schaffen Turbulenzzonen und die Strukturen schaffen Nachläufe , die nach gewissen Hypothesen, die Sedimentation und die Entwicklung der Flora stören könnte, so dass auf lange Sicht die Schaffung eines toten Zone oder im Gegenteil diese Turbulenzen in der Schwebe halten könnten mehr als Nährstoffe und fördern Plankton, das einige Fische ernährt. Die festen Teile von Gezeitenturbinen könnten auch künstliche Riffe darstellen , um die Artenvielfalt unter Wasser zu fördern. Die Gezeitenturbinen könnten auch einige Meerestiere stören, die ihnen neugierig zu nahe gekommen wären .
Die Modellierung ist auch erforderlich, um die Positionierung jeder Gezeitenturbine in einem Park zu optimieren, um die Strömung optimal zu nutzen. Das Einfangen der Energie der Strömungen verlangsamt die Geschwindigkeit des Fluids in der Achse der Turbine, was eine leichte Beschleunigung der Bypass-Ströme bewirkt; Dieses Phänomen tritt auf, wenn das Wasser an einem Felsen entlangläuft: Die Fische vermeiden Hindernisse, indem sie den Linien höherer Geschwindigkeiten folgen oder die Gegenströmungen der Turbulenz nutzen. Andererseits ist die Drehgeschwindigkeit des Rotors aufgrund des Kavitationsphänomens durch die Geschwindigkeit am Ende des Blattes begrenzt . Somit rotieren große Gezeitenturbinen nur mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20 Umdrehungen pro Minute und ihre Wirkung wäre auf Turbulenzen stromabwärts der Gezeitenturbine beschränkt. Die Sedimente würden sich nicht um die Gezeitenturbine herum absetzen, was die Verschlammung der Dämme (einschließlich des Gezeitenkraftwerks Rance) verhindern und die Wartung erleichtern würde. Außerdem würde eine ausreichend niedrige Rotationsgeschwindigkeit den Fisch nicht stören.
Interessante Standorte für Gezeitenturbinen sind Gebiete mit starken bis sehr starken Strömungen (mehr als 3 m/s ), in denen die Bedingungen für die Entwicklung einer festen Flora und Fauna nicht günstig sind . Die Karten zeigen, dass diese Gebiete ausschließlich aus Gestein oder grobem Kies bestehen.
Die Umweltauswirkungen der Gezeitenkraft werden derzeit in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten in Europa im Ärmelkanal , in der Nord- und Ostsee untersucht .
In Frankreich hat das Umweltministerium 2012 einen methodischen Rahmen für erneuerbare Meeresenergien aktualisiert und Wirkungsstudien sind selbst für Demonstrationsprojekte verpflichtend.
Es wurden viele Gezeitenturbinenkonzepte getestet, aber keines hat sich wirklich herausgestellt, jedes mit seinen Vor- und Nachteilen. Einige haben zu Demonstratoren oder experimentellen Errungenschaften geführt, aber nur wenige haben eine industrielle Produktionsphase erreicht. EMEC identifiziert mehr als 50 verschiedene technische Prinzipien, aber das Europäische Meeresenergiezentrum erkennt sechs Haupttypen von Gezeitenenergiewandlern an. Dies sind Turbinen mit horizontaler oder vertikaler Achse, oszillierende Tragflügel, Venturi, archimedische Schrauben und Drachen.
Axialturbine mit horizontaler Achse Das ist das Konzept der Windkraftanlage, die jedoch unter dem Meer betrieben wird: Zahlreiche Prototypen oder Errungenschaften sind weltweit im Einsatz. Die Turbinen sind mit einem einzigen Rotor mit feststehenden Schaufeln ausgestattet. Die Leistung dieses Turbinentyps variiert von wenigen Watt bis zu mehreren Megawatt. Es hat je nach Größe zwei bis ein Dutzend Klingen. Die Schleppeffekte am Ende der Schaufel begrenzen die Drehzahl dieser Turbinen. Je nach Modell kann die Turbine in Richtung der Gezeitenumkehr ausgerichtet sein oder nicht. Im Fall einer feststehenden Turbine, die ihre Produktion aus Umkehrströmungen bezieht, ist das Profil der Schaufeln symmetrisch, um sich der doppelten Strömungsrichtung anzupassen. Turbine mit vertikaler Achse In Analogie zu Windenergieanlagen benannt, können sie horizontal oder vertikal angeordnet sein, diese Turbinen haben eine Achse senkrecht zur Strömungsrichtung. Erfunden von Georges Darrieus im Jahr 1923 und patentiert im Jahr 1929. Ursprünglich war es eine Windturbine mit vertikaler Achse namens Darrieus Windturbine. Soviet Wissenschaftler M. Gorlov perfektionierte sie in den 1970er Jahren. Die Klingen bestehen aus spiralförmigen Folien (gekrümmtes Profil in der Form eines Flugzeugflügels) Numerierung 2 bis 4. Die EcoCinetic Unternehmen mit Sitz in La Rochelle Märkten eine vertikale Achse Mikrogezeitenturbine bestimmt für Wasserstraßen und inspiriert vom Savonius-Rotor . Das französische Unternehmen Hydroquest entwickelt Gezeitenturbinen mit vertikaler Achse, die bei CMN (Constructions Mécaniques de Normandie) in Cherbourg-en-Cotentin hergestellt werden. Venturi-Turbine Der Wasserstrom wird in einem Mantel oder einer Leitung geführt, deren Querschnitt sich am Eingang des Generators verengt, was eine Beschleunigung des Stroms und eine größere verfügbare Leistung bewirkt. Oszillierende Gezeitenturbine Eine andere turbinenfreie, bioinspirierte Energierückgewinnung basiert auf der Bewegung von Membranen oder Folien , die in der Strömung oszillieren. Diese Art von Vorrichtung besteht aus beweglichen Flugzeugen, die eine Flüssigkeit in einem Hydrauliksystem betätigen und verdichten. Der erzeugte Druck wird in Strom umgewandelt. Gezeitenturbine mit wellenförmiger Membran ein Prototyp Membran eingetaucht Welle, alternativ zu der Turbine, entwickelt von Eel Energy (de Boulogne-sur-Mer ) mit dem "3DEXPERIENCE Lab" Dassault in den Jahren 2017 und Ifremer ersten in Marine - Ausführung ( 1 st und dann einzelnes System mit dieser Art eine Leistungs von Bureau Veritas nach europäischen Normen zertifizierte Kurve ) dann in "Flussversion" (Prototyp präsentiert am Ende desFebruar 2019). Einer der Vorteile dieses Generators ist, dass er in Bezug auf Fische neutral erscheint (keine ökologische Fragmentierung ) und dass er keine schweren Infrastrukturen erfordert. Selbsttragende Turbine Varianten wie die „ Gezeiten Drachen “ verwenden , um die Meeresströmung eines großen Flug cert nach unten durch ein Kabel in „U - Boot - Flug“ angebracht zu halten. Diese Maschine unterstützt eine Turbine, die Strom erzeugt. Das erste Deep Green (3 m breit) wurde in Irland (am Strangford Lough gegenüber Ulster ) von seinem Designer (Minesto, einem schwedischen Spin-off von Saab ) getestet . Mini- und Mikroturbine Für die Stromerzeugung aus der Strömung von Flüssen werden Mini- oder Mikrowindturbinen verwendet, die leicht unter Wasser liegen und die Wasserfauna weniger beeinträchtigen und die Investitionsbudgets begrenzt. Das Unternehmen Ecocinetic entwickelt eine schwimmende Gezeitenturbine, die die Wasserfauna nicht beeinträchtigt. Diese Gezeitenturbinen produzieren weniger Strom als herkömmliche Turbinen, sind aber viel leichter und erfordern viel weniger Investitionen. Das Wasserstoffunternehmen bietet ein vielfältiges Angebot an schwimmenden Gezeitenturbinen, angepasst an den Fluss und die nahe Küste.Axiale bis horizontale Achse.
Axial schwimmend.
Gezeitenturbine mit Schwingflügeln.
Selbsttragend.
Axiale Venturi-Turbine (Stirn und Profil).
Meeresströmungen könnten überall auf der Welt genutzt werden; Allerdings Gezeitenströme sind für den Moment das bevorzugte Gebiet dieser Art von Technologie: Gezeitenströmungen in der Tat vorhanden ist , im Vergleich zu allgemeinen Strömungen (wie der Golfstrom , besonders günstige Eigenschaften:
Das weltweite Potenzial von Gezeitenturbinen in Flüssen oder Ästuaren wird auf 50 GW geschätzt , das von Meeresgezeitenturbinen auf 75 bis 100 GW . Bei der gewinnbaren Energie schätzt Ifremer diese auf 450 TWh / a für Meeresströmungen.
Laut einer Mitteilung von EDF aus dem Jahr 2012 läge das theoretisch nutzbare europäische Gezeitenleistungspotenzial bei etwa 15 GW (6 bis 8 GW nach Ifremer) für eine Produktion, die zwischen 20 und 30 TWh / a 15 bis 35 laut ' Ifremer), die den Verbrauch von 6 bis 8 Millionen Einwohnern repräsentiert. Großbritannien konzentriert 60 % dieses theoretischen Potenzials und Frankreich 20 %.
Für Frankreich läge das Potenzial bei 5 bis 14 TWh für 2,5 bis 3,5 GW „installierbar“, aufgeteilt auf Bretagne und Cotentin . Es ist auch dort, was installiert wurde inSeptember 2011ein Prototyp einer Gezeitenturbine in der Nähe der Insel Bréhat . In den Überseegebieten bieten auch bestimmte Lagunen-„Pässe“ interessante Situationen.
Weltweit schritt die Forschung insbesondere in den Jahren 2000-2010 rasant voran. 2008 standen 50 Konzepte zur Nutzung der Energie der Meere (im Vergleich zu 5 im Jahr 2003) und mehrere Tests in künstlichen oder in situ Umgebungen zur Verfügung .
Die Neuerung bezieht sich auf:
Im Jahr 2012 verfeinerte Forschung (insbesondere in Europa, Englisch und Französisch) das Wissen in Bezug auf Energieressourcen, Energieeffizienz, Wind-Wellen-Strömungs-Interaktion, Projektakzeptanz, Wechselwirkungen mit der Umwelt, mit Nutzung und Handel des Meeres, mit Materialien in Suspension, sowie Simulationen, numerische und physikalische Modelle. Frankreich hat Erfahrung mit dem Rance-Damm und hydrodynamischen Schleifen-Testbecken (zB: Strömungsadern bei Ifremer in Boulogne oder in Brest mit einem Kanalbecken).
Nach dem Grenelle Environnement (2007) wird RTE gebeten, die Bedingungen für den Anschluss dieser neuen Offshore-Anlagen an das nationale Stromnetz zu definieren und zu beschreiben. Eine Ausschreibung wird geprüft und anschließend erstellt. Obwohl die Produktion stabil und vorhersehbar ist (im Gegensatz zu Windkraftanlagen), wurde die Möglichkeit, diesen Strom lokal zur Versorgung von Inseln oder Küstengebieten zu verwenden, nicht in Betracht gezogen . Es wurde auch eine Online- Konsultation eröffnet, um mögliche andere technische und / oder finanzielle Lösungen zu ermitteln, die implementiert werden sollen.
Laut der von der Regierung in Auftrag gegebenen und Anfang 2013 veröffentlichten RTE- Prospektivstudie zur Energiewende und Förderung dieses Sektors hat Frankreich tatsächlich ein hohes Potenzial für Gezeitenturbinenanlagen, wobei insbesondere drei Standorte besonders günstig erscheinen : der raz Blanchard (zwischen Cap de la Hague und der anglo-normannischen Insel Alderney ), der raz de Barfleur , vor der Spitze von Barfleur , im Nordosten von Cotentin und die Passage du Fromveur (zwischen den bretonischen Inseln Ouessant und Molène ). Aber laut RTE, vorausgesetzt, dass die Techniken zum Verlegen und Schützen von Untersee-Elektrokabeln verbessert werden und die Kapazität des terrestrischen Netzes gestärkt wird, sind Verbindungsbereiche derzeit rar (z.B. die Cotentin-Maine-Verbindung, in der Cotentin untergebracht werden kann, aber anderswo " über 2.500 MW hinaus ist es aufgrund der Küstentopographie, aber auch des „rechtlichen Schutzes, von dem die Küste profitiert, und der technischen Zwänge “ unabdingbar, das 400- kV- Netz mit neuen Strukturen zu verstärken, die in der Regel drei bis fünf Jahre dauern der Verlegung von Elektrokabeln" . Der Raz Blanchard präsentiert mit dem 3 E 'aktuelle Umkehrungen' den stärksten der Welt.
RTE weist auch darauf hin, dass sich diese Anschlussbereiche häufig in umweltsensiblen Gebieten befinden. Eine Schwierigkeit ist laut RTE das Fehlen von Netzanschlusspunkten. So wird die Küstenlinie der Pointe du Cotentin fast überall als „bemerkenswertes Gebiet“ im Sinne des Küstengesetzes eingestuft und der Sektor Fromveur, der die Vermehrung geschützter Meeressäuger sieht , würde Verkabelungsarbeiten erfordern. Aus diesen Gründen schlägt RTE vor, dass der Staat einen neuen Rechtsrahmen schafft, der das Durchqueren sensibler Gebiete mit Kabeln "zu geringeren wirtschaftlichen und ökologischen Kosten für die Gemeinschaft" erleichtern soll (Artikel 12 ter des Brottes-Gesetzes , der mögliche Ausnahmen von der Küstenrecht für unterirdische Anlagen zur Anbindung erneuerbarer Meeresenergien).
Im Jahr 2009 schätzte EDF im Hinblick auf die 2008/2009 bekannten Projekte, dass „die Meeresenergieindustrie (Wellen- und Gezeitenenergie) in der Lage sein wird, die installierte Leistung von Offshore-Maschinen innerhalb von fünf Jahren zu verzehnfachen (von 7,5 auf 750 MW .). )? " .
2012 hat das Umweltministerium einen methodischen Rahmen für marine erneuerbare Energien aktualisiert und Wirkungsstudien sind auch für Demonstrationsprojekte verpflichtend.
Im Jahr 2013 wurde ein Bericht des CGEDD ( General Council for the Environment and Sustainable Development ,3. Mai 2013) und der CGIET ( Generalrat für Wirtschaft, Industrie, Energie und Technologien ) glauben, dass die Technologie mit einem französischen Potenzial von 3 GW für die industrielle Pilotphase reif für die industrielle Entwicklung ist .
Im Juni 2013, Der National Industry Council (CNI) schlägt dem Premierminister Jean-Marc Ayrault im Anschluss an die Arbeit des Strategischen Ausschusses für Ökoindustriesektoren (Cosei) acht verfahrensrechtliche Vereinfachungsmaßnahmen in Bezug auf Installationsgenehmigungen und Genehmigungen für erneuerbare Meeresenergien vor.
Das 30. September 2013, François Hollande startet in Cherbourg-en-Cotentin offiziell einen Aufruf zur Interessenbekundung für Pilotfarmen mit Gezeitenturbinen in der Passage du Fromveur ( bei Ouessant ) sowie für Raz Blanchard (West-Cotentin)], veröffentlicht von ADEME on1 st Oktober 2013. Projekte müssen eingereicht werden für die25. April 2014. Das ursprünglich ausgewählte Gebiet Raz de Barfleur wurde nicht beibehalten, um "Zeit für die Konsultation der Fischer zu lassen". Der Staat garantiert einen Rückkaufpreis (mit 30 Mio. € an staatlichen Beihilfen und einem Kaufpreis von 173 € / MWh an zwei Standorten (passage du Fromveur und raz Blanchard).
Die Konsortien GDF Suez - Alstom einerseits und EDF - DCNS andererseits gewannen die Ausschreibung für Projekte zum Bau von Pilotkraftwerken mit Gezeitenturbinen vor dem Cotentin. Acht Projekte wurden bei ADEME eingereicht . Das Projekt stellt eine Investition dar, die auf rund 100 Millionen Euro geschätzt wirdJanuar 2017, Engie hat beschlossen, die Aufgabe des Nepthyd- Projekts der vier Gezeitenturbinen der Raz Blanchard bekannt zu geben, nachdem sein Zulieferer General Electric beschlossen hatte, die Entwicklung der Oceade-Turbine durch Alstom auszusetzen.
Im Jahr 2016 wurden zwei Pilotprojekte einer öffentlichen Anfrage (Dauer eines Monats) unterzogen, die einem Dutzend Turbinen (1,4 und 2 MW ) entsprechen, die für 2020 in 30 Metern Tiefe geplant sind. Das Projekt "Normandie Hydro" von EDF und der DCNS-Werft umfasst sieben Turbinen von 2 MW und 16 Meter Durchmesser sollen ab 2017 3,5 km von Goury (Manche) auf 28 Hektar installiert werden . Das Nepthyd-Projekt von Engie - Alstom umfasst vier Oceade-Turbinen (18 Meter Durchmesser und 1,4 MW ) auf 17 Hektar verteilt 2018.
In den Jahren 2017-2018 sollte mit Hilfe des PIA ein Park von 39 Fluss-Gezeitenturbinen HydroQuest von der Compagnie Nationale du Rhône (CNR) an der Rhône bei Génissiat ( Ain ) für eine installierte Leistung von 2 MW getestet werden ; Dieses Projekt war in seiner Größe und Komplexität eine Weltneuheit. Auf zwei Flusskilometern sollten Gruppen von drei Gezeitenturbinen mit doppelter vertikaler Achse, Querströmung, verbunden mit einem Wasserbeschleunigungssystem installiert werden. Am 8. Juli 2019 gaben HydroQuest, die Mechanischen Konstruktionen der Normandie und das CNR nach zweijährigen technischen Studien und Modellstudien die Aufgabe des Projekts bekannt, da die Standortbeschränkungen zu "unzureichender Produktion und übermäßigen Betriebsverlusten" im Wasserkraftwerk Génissiat führten “ .
Mitte 2018 prüft die Regierung noch kommerzielle Ausschreibungen und unterstützt F&E (auch durch internationale Zusammenarbeit) und hat bei Ademe eine ergänzende Studie zu den Produktionskosten von Gezeitenturbinen in Auftrag gegeben.
Die Firma Sabella hat die erste französische U-Boot-Gezeitenturbine in Bénodet , in der Odet- Mündung , in getauchtApril 2008. Diese Gezeitenturbine mit dem Namen "Sabella D03" funktioniert als Demonstrator und mit einem Durchmesser von drei Metern für eine maximale beworbene Leistung von 10 kW (was eine Wasserströmungsgeschwindigkeit von 1,68 m / s in der Turbine annehmen würde . , eine Strömung von fast fünf Knoten, nach den oben angegebenen Formeln), die fast ein Jahr lang betrieben wurden und ihre Zuverlässigkeit und Robustheit unter Beweis stellen, die an die Meeresumwelt angepasst sind. Eine installierte Unterwasserkamera ermöglichte es, die Unbedenklichkeit der Gezeitenturbine gegenüber der Ichthyofauna zu demonstrieren. Ein nächster Schritt wird die Installation eines Pilotparks mit mehreren Gezeitenturbinen sein, um einen Großteil des Stromverbrauchs der Insel Ushant zu decken , bevor der kommerzielle Betrieb mit mehreren hundert Maschinen erfolgt. Ein Vertrag wurde zwischen SABELLA und einer Tochtergesellschaft von GDF Suez in . unterzeichnetJuni 2012 für die Ausbeutung der Ströme von Fromveur.
2015 - Sabella 10 in OuessantDie erste an ein französisches Stromnetz angeschlossene Gezeitenturbine "Sabella 10" von Sabella , PME Quimpéroise, wurde in Betrieb genommenSeptember 2015 und hielt an Juni 2016für die Wartung. Seine Wiederbelebung ist für Ende Winter 2018 geplant. Es wird 70 MWh produziert haben Installiert in der Passage du Fromveur in der westlichen Bretagne. Angeschlossen an das Stromnetz von Ouessant reduziert es den Kraftstoffverbrauch der Insel, die nicht an das kontinentale Stromnetz der kontinentalen Metropole angeschlossen ist. Axiale Gezeitenturbine mit einer maximalen angekündigten Leistung von 1 MW und einem Durchmesser von 10 m wurde in einer Tiefe von 55 Metern installiert, inJuni 2015, das Verbindungskabel wurde einen Monat zuvor veröffentlicht. Die angekündigte Leistung geht von einer hypothetischen Gezeitenströmung von 10,2 Knoten gemäß den oben angegebenen Beziehungen zwischen Leistung, Blattdurchmesser und Meerwasserströmungsgeschwindigkeit aus Diese Grenzleistung ist rein theoretisch, da die meisten Strömungen aus den heftigen Winden von Veur 9 Knoten nicht überschreiten, insbesondere bei a Tiefe von 55 m . Die angekündigte Energieerzeugung in zehn Monaten (70 MWh vonSeptember 2015 beim Juni 2016) gibt vielmehr einen Durchschnittswert von weniger als 10 kW an , was einer durchschnittlichen Gezeitenströmung von 2,2 Knoten entspricht, näher an der in der Region beobachtbaren Realität. Sabella , das produzierende Unternehmen wurde 2005 vom Wettbewerbscluster " Pôle Mer Bretagne " ausgezeichnet und von der Bretagne , dem Generalrat des Finistère und ADEME unterstützt , wobei letzteres "Sabella 10" im Rahmen von Investitionen in die Zukunft teilweise finanziert hat .
2008-2016 - EDF-DCN-Experiment in BréhatIm Jahr 2008 initiierte EDF ein Projekt zum Testen von vier Gezeitenturbinen vor Paimpol , vor Ploubazlanec und der Insel Bréhat (Côtes-d'Armor). Die gewählte Technologie wurde von der irischen Firma OpenHydro (erworben von DCNS inMarz 2014). Die 16 Meter hohe und 850 Tonnen schwere Maschine hat eine Leistung von 0,5 Megawatt. Für seine Experimente muss die Gezeitenturbine einige Monate in einer Tiefe von 35 m platziert werden, um ihre Leistung unter realen Bedingungen zu testen und ihre gute Beständigkeit gegenüber Meeresbedingungen zu überprüfen. Das Projekt ermöglicht auch den Test eines Unterwasserkonverters.
Der erste Prototyp namens „Arcouest“, der in Brest in der Bretagne von DCNS-Teams zusammengebaut wurde, wird unter Wasser getaucht 22. Oktober 2011für einen Zeitraum von drei Monaten. Das Projekt verzögerte sich 2012 durch den Ausfall des Windenmotors seines Transportschiffes und der Prototyp „Arcouest“ blieb sechs Monate auf −25 m im Hafen von Brest liegen. Die Gezeitenturbine wird zur Überprüfung an den Kai zurückgebracht und vor Paimpol-Bréhat wieder installiert. Das damalige Projekt sieht die Inbetriebnahme von drei weiteren Turbinen im Jahr 2015 statt Ende 2013 vor. Die vier Turbinen mit einer Blockleistung von 0,5 MW Peak sollen 3.000 Haushalte mit Strom versorgen können. Die Testkampagne vor Bréhat wurde in Bezug auf Effizienz und Betrieb als schlüssig erachtet, Produktionsmodelle sollen 2015-2016 in Kanada und Frankreich in Betrieb genommen werden und Openhydro schätzt, dass es in seinem Werk in Cherbourg-en . 50 Gezeitenturbinen pro Jahr bauen kann -Kotentin. ImFebruar 2016, EDF hat 40 Meter unter dem Meer vor dem Bréhat-Archipel eine erste Gezeitenturbine mit einem Gewicht von 300 Tonnen und einem Durchmesser von 16 Metern aufgestellt, die auf einer 900 Tonnen schweren Basis befestigt ist, um Meeresströmungen standzuhalten; einige Wochen später kam eine zweite Gezeitenturbine derselben Größe dazu; Diese beiden Maschinen können 1 MW Strom produzieren.
DCNS nahm 2016 die Experimente vor Paimpol und Bréhat (Côtes-d'Armor) wieder auf, aber die Turbinen wurden aufgrund eines technischen Problems wieder zusammengebaut: Die verwendeten Bindungen entsprachen nicht den Spezifikationen und hielten der Korrosion nicht stand. DCNS wendet sich gegen seinen Lieferanten, aber EDF plant nicht, ihn vor Ende des Sommers 2017 wieder ins Wasser zu setzen.
Im November 2017, EDF und Naval Énergies gaben schließlich vor Paimpol-Bréhat den Abbruch des Experiments bekannt, weil sie ihre Bemühungen lieber auf Tests in Kanada, in der Bay of Fundy, konzentrieren, aber die Pilotfarm Raz Blanchard als Ziel behalten. Das zunächst mit 24 Millionen Euro geplante Projekt für fünf Windkraftanlagen kostete schließlich 70 Millionen Euro, die teilweise von der Bretagne gefördert werden.
April 2018 - Poseide 66 im Golf von MorbihanIm April 2018 setzte das in Brest ansässige Unternehmen Guinard Energies auf einer ehemaligen Gezeitenmühle im Golf von Morbihan die erste Gezeitenturbine der Poseide 66-Reihe ein, um die Umweltauswirkungen dieser Turbine auf die pelagische Fauna zu untersuchen. Die Studien werden vom regionalen Naturpark des Golfs von Morbihan mit der französischen Agentur für Biodiversität durchgeführt.
September 2018 - Installation einer Hybrid-Gezeitenturbine in MadagaskarIm September 2018, hat Guinard Energies im Dorf Ambatoloana, Madagaskar , eine Hybrid-Produktionsanlage installiert , die aus einer Gezeitenturbine Poseide 66 (3,5 kW), 4 kWp Photovoltaikmodulen und einem Batteriespeicher besteht. Dieses System ist für die netzferne Versorgung eines Dorfes mit rund 100 Einwohnern (40 Wohnungen) vorgesehen. Dieses von Ademe im Anschluss an eine Ausschreibung für ländliche Elektrifizierungsprojekte finanzierte Projekt wird auch von der NGO Gret und dem madagassischen Unternehmen SM3E unterstützt.
Dezember 2018 - Gezeitenturbinenpark im Bett der Rhône bei Caluire-et-CuireNach einer Ausschreibung von Voies navigables de France im Jahr 2015 wird eine Flotte von vier Gezeitenturbinen im Rhônebett stromaufwärts der Raymond-Poincaré-Brücke in der Stadt Caluire-et-Cuire (nördlicher Vorort von Lyon .) installiert ) und wurde am 21. Dezember 2018 eingeweiht. Es ist der erste Fluss-Gezeiten-Turbinenpark der Welt. Die von der Firma HydroQuest in Meylan entworfenen Gezeitenturbinen wurden von Constructions Mécaniques de Normandie hergestellt und im Hafen von Édouard-Herriot montiert . Betrieben wird der Park von Hydrowatt, einer Lyoner Tochtergesellschaft der UNITe-Gruppe. Die vier etwa alle hundert Meter angeordneten Gezeitenturbinen ermöglichen eine Gesamtleistung von 320 kW (4 x 80 kW) und versorgen umgerechnet 500 Haushalte ohne Wärme.
2019 - Guinard Energies P154-Projekt in EtelDas Unternehmen Guinard Energies ist eingetaucht Februar 2019eine Gezeitenturbine der P154-Technologie (20 kW ) in der Ria d'Etel in Morbihan ; 1,54 Meter breit und bereits getestet inJanuar 2019im Hafen von Brest wurden der Widerstand der Düse und die elektrische Umrüstung fünf Monate lang getestet. Dies markiert den Beginn des Hochlaufs der vom Unternehmen entwickelten MegaWattBlue-Gezeitenturbinen.
2019 - HQ-OCEAN in Paimpol-BréhatIm April 2019, die von CMN gebaute und von Hydroquest entworfene Gezeitenturbine wird auf dem Testgelände Paimpol-Bréhat bis zu einer Tiefe von 35 m eingetaucht . Es handelt sich um einen 1 MW Demonstrator, der in whichJuni 2019. Die Tests werden voraussichtlich Mitte 2021 abgeschlossen sein.
2019 - Gezeitenturbine P66 in Französisch-GuayanaDie Firma Guinard Energies installierte in Dezember 2019eine Gezeitenturbine der P66-Technologie (3,5 kW ) auf dem wissenschaftlichen Standort der Station Nouragues in Französisch-Guayana. In Verbindung mit einer Photovoltaikanlage und einem Batteriespeicher deckt diese Einheit 100 % des Energiebedarfs der CNRS-Station mitten im Amazonaswald. Dieses Projekt wurde aus europäischen EFRE-Mitteln finanziert.
2021 - Sabella 12-Projekt in OuessantEin weiteres Pilotfarmprojekt wurde von den Behörden in der Passage du Fromveur angekündigt . Bis 2021 sollen zwei Gezeitenturbinen mit 12 Metern Durchmesser installiert werden und die 800 Einwohner der Insel Ushant zwischen 35 und 40 % ihres Stroms versorgen .
Weitere fortgeschrittene Projekte sind:
Mehrere britische und französische Unternehmen haben sich auf dieses Gebiet spezialisiert, doch die Gezeitenturbinentechnologie steht noch kurz vor dem Experimentierstadium: Hohe Investitionskosten für einen relativ niedrigen Strombezugspreis können Investoren derzeit zurückschrecken.
Die bisher am weitesten fortgeschrittenen Projekte betreffen vor allem Großbritannien , den Raz Blanchard und die Passage du Fromveur in Frankreich.
Das Londoner Unternehmen TidalStream entwickelte in den Jahren 2006-2007 ein Gezeitenturbinensystem mit einer Leistung von 2 und 10 MW, das für Tiefenwasser und schnelle Meeresströmungen zur Stromerzeugung geeignet ist. Die "Semi-Submersible Turbine" (SST) namens "Triton" besteht aus vier Turbinen, die auf einer senkrecht aufgestellten Rohrboje montiert und mit einem Schwenkarm am Meeresboden verankert sind. Dieser Arm wird für die Installation und Wartung von Turbinen verwendet und eliminiert kostspielige und gefährliche Unterwasserarbeiten. Der in Pentland Firth getestete Prototyp besteht aus vier Turbinen mit Rotoren von 20 m Durchmesser für eine maximale Leistung von 4 MW . Die zukünftigen Turbinen haben einen Durchmesser von 6 m und können bis zu 60 bis 90 m tief platziert werden. Die Rotoren drehen sich langsam ( 12 m/s im Vergleich zu 70 m/s bei einer Windkraftanlage). Die Stromkosten könnten 0,045 €/kWh erreichen . Nach TidalStream, wird das System mit wettbewerbsfähig sein Offshore- und Onshore - Windkraftanlagen, und so früh wie Betrieb gewesen sein könnte 2010 .
Im September 2010In Schottland wurde die größte Gezeitenturbine der Welt (22,5 m hoch, ein Rotor mit 18 m Durchmesser) eingeweiht . Dieses von Atlantis Resources Corporation entworfene AK1000-Modell wiegt 130 Tonnen und wird voraussichtlich 1 MW produzieren .
Der erste kommerzielle Gezeitenturbinenpark wird zwischen der nordöstlichen Spitze Schottlands und der kleinen Insel Stroma, in einem von starken Strömungen durchzogenen Meeresarm, von der Firma Meygen, einer Tochtergesellschaft des australischen Entwicklers Atlantis, selbst errichtet 42 % im Besitz der Morgan Stanley Bank. Meygen wird zuerst installieren vier Gezeitenkraftanlagen mit einer Leistung von 1,5 MW jedem, in einer Höhe von etwa 30 Metern , in einer Tiefe von 40 m ; 2015 sollen die Fundamente gebaut werden, um 2016 die vier Gezeitenturbinen zu installieren, eine von der Muttergesellschaft Atlantis und drei weitere von der norwegischen Andritz Hydro Hammerfest. Meygen will dann innerhalb von zehn Jahren 269 Turbinen mit einer Gesamtleistung von 398 MW einsetzen . Meygen erwartet eine Auslastung von rund 40 %, deutlich besser als bei Windkraftanlagen. Die erste Finanzierungsphase ist abgeschlossen: 51 Millionen Pfund (65,2 Millionen € ) in allen Formen – Wertpapiere, Schulden, Zuschüsse. Die britische Regierung hat das Projekt unterstützt, indem sie einen Rückkaufpreis von mindestens 305 Pfund (390 € ) pro Megawattstunde festgelegt hat, mindestens bis 2019, doppelt so viel wie für Offshore-Wind.Der Sektor der Gezeitenturbinen hofft, innerhalb von zehn Jahren damit konkurrieren zu können die aktuellen Kosten der Offshore-Windkraft dank der Industrialisierung der Herstellung und Installation von Gezeitenturbinen.
Die Deutschen Siemens und Voith Hydro haben die Gezeitenturbinentechnologie aufgegeben; nur die österreichischen Andritz und die singapurische Atlantis Resources (mit Sitz in Schottland) sind noch aktiv, insbesondere beim MeyGen-Projekt in Schottland.
Im Sommer 2010 startete ein Hydro-Quebec-Projekt zur Installation einer in Quebec entworfenen und gebauten Horizontalachsen-Gezeitenturbine mit einer Leistung von 250 kW , die im St. Laurent in der Nähe des Alten Hafens von Montreal versenkt wurde . Es könnte das Äquivalent des Verbrauchs von 750 Haushalten produzieren . Das für dieses Projekt verantwortliche Unternehmen ging im Juli 2014 in Konkurs.
Ein junges Unternehmen, Idenergy, bietet eine tragbare Gezeitenturbine an, die ein oder mehrere Wohnhäuser von einem Fluss aus versorgen soll. Um ihr Konzept für jedermann zugänglich zu machen, haben sie ein wellenloses Antriebssystem zwischen Turbine und Generator entwickelt. Dieses Konzept schränkt die für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderliche Wartung stark ein. Die Maschine hat auch den Vorteil, in einer flachen Wasserströmung zu arbeiten und auch bei niedriger Geschwindigkeit gute Erträge zu erzielen. Sie können parallel geschaltet werden, um kleine Parks zu schaffen.
Ein Gezeiten-Turbinenpark-Projekt namens Hammerfest Strøm ist in Entwicklung.
Das Unternehmen EcoCinetic mit Sitz in La Rochelle hat in Moulenda (Kongo) ein Mikrowindprojekt entwickelt, das ein Dorf versorgen kann. Das Unternehmen hofft, diese Errungenschaft zu einem Demonstrator für die nachhaltige Entwicklung mikroelektrischer Ressourcen in Äquatorialafrika zu machen.