Brennen Für die perfekte Welle – 270 mm dicke Brennteile für Wellenkraftwerk

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Inspiriert vom Pumpprinzip des menschlichen Herzens arbeitet das schwedische Unternehmen CorPower Ocean AB seit über zehn Jahren intensiv an der Entwicklung von Wellenkraftwerken zur kommerziell einsetzbaren Stromerzeugung. Bei Suche nach einer geeigneten korrosionsbeständigen Beschichtung für Wellenenergiekonverter C4 unterstütze Jebens mit seiner Lösung.

Das menschliche Herz nutzt den gespeicherten hydraulischen Druck, um Kraft für den Rückschlag zu erzeugen. Dadurch müssen die Herzmuskeln das Blut nur in eine Richtung pumpen. Auf dieses Prinzip setzt CorPower Ocean bei seinen Wellenenergiekonvertern (WEC), die aus Wellendruck Energie in zwei Richtungen erzeugen.

WEC sind Punktabsorber in Bojenform, die durch ein Vorspannsystem nach unten gezogen werden. Ein aufwärts gerichteter Wellenschlag drückt die Boje nach oben, der entstandene gespeicherte Druck drückt sie wieder nach unten. Die mechanische Energie der Wellen wird dabei zunächst in lineare Bewegung entlang der Bojenachse und dann – durch ein mit einem Planetengetriebe vergleichbares Kaskadengetriebe – in Drehbewegung umgewandelt. Ein Antriebsstrang im Inneren der Boje, der sogenannte Power Take Off (PTO), setzt diese Bewegung in Elektrizität um. Die auf jede Welle optimal abgestimmte oszillierende Bewegung der Boje gewährleistet eine gleichmäßige Energieproduktion in beiden Richtungen.

Dreimal so viel Strom wie Offshore-Windparks

Nach Aussage von CorPower Ocean ist die so erzeugte Energiemenge pro Tonne fünfmal höher als bei bisher bekannten Wellentechnologien. In sogenannten CorPack-Wellenparks werden mehrere WEC zu netzgekoppelten Wellenfarmen gebündelt. Trotz ihrer nur geringen optischen Auswirkungen auf das Meerespanorama können sie im Vergleich zu typischen Offshore-Windparks laut dem schwedischen Unternehmen bis zu dreimal so viel Strom pro Meeresfläche liefern. Generatoren und Leistungselektronik entsprechen den von der Windindustrie genutzten Standardkomponenten und können deshalb an die vorhandene Netzinfrastruktur angeschlossen werden. Dies erlaube eine komplementäre Energiegewinnung aus Wind- und Wellenkraft. In umfangreichen Versuchsreihen entwickelte und testete CorPower Ocean Prototypen des Systems in immer größerem Maßstab im Labor und im Einsatz auf hoher See auf ihre Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit.

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Brennteile für Prototypen im Originalmaßstab

Für den Wellenenergiekonverter C4, erster Prototyp im Originalmaßstab, vertrauten die Forscher auf die integrierte Kompetenz von Jebens, Spezialist für große schwere Brennteile, mechanische Bearbeitung und komplexe Schweißbaugruppen. Zunächst galt es eine geeignete korrosionsbeständige Beschichtung zu finden. Besondere Herausforderung: die Größe des Bauteils angesichts der begrenzten Badgrößen.

Jebens fand einen Lieferanten mit einem entsprechend großen Bad, der die 50 Mikrometer dicke Vernickelung umsetzte. Jebens übernahm auch das gesamte mit dieser Beschichtung verbundene Projektmanagement.

Brennteile mit einer Blechdicke von 270 mm

Zweiter Auftrag für Jebens: drei große Brennteile mit komplexer Geometrie aus hochfestem Feinkornbaustahl S690 QL1 in der Blechdicke von 270 Millimetern anzufertigen. Damit verbunden war die Aufgabe, vier Materialproben aus diesem Stahl auf mögliche Gefügeveränderungen zu überprüfen. Da das Grobblechlager von Jebens zu einem der größten in Europa für dicke, große Bleche zählt, hatte das Unternehmen auch ein Blech in dieser außergewöhnlichen Dicke und in der geforderten Qualität und Größe vorrätig. Dadurch war die kurzfristige Realisierung des Auftrags gesichert, denn die Neulieferung eines solchen Blechs hätte viele Monate Zeitverzug bedeutet.

Brennen in mehreren Ebenen mit häufigem Drehen

Die geforderten Brennteile – eins 270 Millimeter dick, 555 Millimeter breit und 1.020 Millimeter lang sowie zwei weitere in gleicher Dicke, aber nur 310 Millimeter breit und 725 Millimeter lang – mussten für die vorgegebene Struktur in mehreren Ebenen geschnitten werden. Das erforderte Brennen in mehreren Ebenen mit häufigem Drehen - eine Paradedisziplin für die Brennschneidexperten von Jebens. Angesichts der großen Blechdicke wurde das Material von ihnen zunächst mit einem besonders leistungsfähigen Bohraggregat vorgebohrt. Die so entstandenen Kanäle boten die Gewähr, dass die Flamme zielgerichtet lief.  

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