Strom erzeugen mit Gezeitenkraftwerk: Die Wechselwirkung zwischen Ebbe und Flut ausnutzen und die Energie in Strom umwandeln
Die Wechselwirkung zwischen Ebbe und Flut entsteht durch die veränderlichen Anziehungskräfte zwischen Erde, Sonne und Mond. Die Drehbewegung der Erde verändert stetig die Richtung der Anziehungskräfte. Das Wasser, welches sich auf der Erde befindet, folgt diesen Anziehungskräften. Die dadurch entstehenden Gezeitenwellen entstehen jedoch wegen ihrer großen Masse nur innerhalb der Meere. Der Anstieg des Wasserspiegels bei Flut kann bis zu 20 Meter betragen.
Für den Betrieb eines Gezeitenkraftwerkes werden mindestens 5 Meter Fluthöhe benötigt. Darüber hinaus bedarf es an einem geeigneten Standort einer idealen natürlichen Umgebung von ausreichender Größe, um dort überhaupt Gezeitenkraftwerke installieren zu können.
Grundsätzlich wird bei Hochwasser ein Wasserbecken gefüllt, dass bei einem niedrigen Wasserstand wieder geleert wird. Sowohl beim Einlassen als auch beim Auslassen des Wassers werden Turbinen angetrieben, welche wiederum Generatoren betreiben. Oft werden große Mengen an Sand mit dem Wasser mitgeführt. Dies führt zu einem versandten der Wasserbecken. Es entstehen daher Kosten, da die Becken ständig gereinigt werden müssen.
Die Wirtschaftlichkeit von Gezeitenkraftwerken wird deutlich gemindert, da nur während des Hochwassers und des niedrigen Wassers, also nur alle 6 Stunden, elektrischer Strom erzeugt werden kann. Die Forschungskosten und Wartungskosten sind im Vergleich zu Wasserkraftwerken deutlich höher. Somit ist in Zukunft nur mit vereinzelten Bauprojekten dieser Art zu rechnen. Darüber hinaus gibt es in Deutschland kaum Standorte, die den geforderten Wasserhöhenunterschied bieten.
Im Unterschied zu Gezeitenkraftwerken können Wellenkraftwerken nahezu kontinuierlich Strom liefern. Trotz des enormen Potenzials an Wellenenergie sind wegen des erforderlichen Energietransports sowie der Wartung dafür nur küstennahe Gebiete geeignet. Unter den Wellenkraftwerken gibt es zwei Typen. Zum einen Systeme die schwimmen und zum anderen spezielle Kammersysteme die an den Küsten errichtet werden.
Das Schwimmersystem besteht aus einem so genannten Schwimmer, in welchem ein weiterer Behälter eingefasst ist. Dieser ist mit dem Untergrund verankert. Damit lässt sich die Wellenbewegung in kinetische Energie umwandeln und zur Energiegewinnung nutzen. Zudem gibt es noch Ausführungen, bei welchen mehrere Schwimmer miteinander verbunden sind. Durch die Wellenbewegung ändert sich die Distanz zwischen den einzelnen Schwimmern, sodass die Bewegung zwischen den Schwimmern an Kolben weitergegeben wird. Diese Kolben wandeln die Bewegungsenergie durch Generatoren in elektrischen Strom um. Spezielle Kammersysteme an den Küsten lassen Wasser einströmen, wobei die zuvor vorhandene Luft über eine Öffnung entweicht und dabei eine konventionelle Turbine betreibt.
Zieht sich das Wasser aus der Kammer zurück strömt erneut Luft zurück in die Kammer. Diese Windbewegung treibt ebenfalls die Turbine an. Darüber hinaus gibt es auch verschiedene Kanalsysteme, bei denen Wasser ganz einfach durch Rohre über Turbinen geführt werden.
Infolge der hohen Beanspruchung des Materials durch das Salzwasser treten vor allem bei extremen Witterungen starke Abnutzungserscheinungen auf. Hinzu kommt ein hoher Wartungsaufwand durch den angespülten Sand bei Gezeitenanlagen in Küstennähe.
Dänemark hat bereits ein großes Wellenkraftwerkprojekt getestet, bei dem Schwimmer vom Wasser überspült werden. Das abfließende Wasser wird dabei über Turbinen geleitet, die mehrere Generatoren antreiben. Schottland baut seit dem Jahr 2009 ebenfalls an einem Wellenkraftwerk mit über 30 Turbinen und einer Leistung bis zu 4 Megawatt.
Strömungskraftwerke nutzen die Strömung des Meeres, die sowohl durch Ebbe und Flut, als auch durch thermische Vorgänge verursacht werden. Die Nutzung der Meeresströmungen ist ein verhältnismäßig neues Forschungsgebiet. Dabei wandelt ein Generator die kinetische Energie von Motoren in elektrische Energie um. Da die Meeresströmung sich durch den Wechsel von Ebbe umkehrt, müssen die Rotoren in die entgegengesetzte Richtung verstellbar sein.
Zu Wartungszwecken kann die Anlage hydraulisch aus dem Wasser gehoben werden. Dem Prinzip nach arbeitet dieses Strömungskraftwerk wie eine Windenergieanlage unter Wasser, jedoch funktioniert das Rotorsystem in beide Richtungen. Da Wasser im Vergleich zu Luft eine viel höhere Dichte aufweist kann schon bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten eine gute Anlageneffizienz erzielt werden. Der Einsatz von Strömungskraftwerken kann bis zu einer Tiefe von 40 Meter stattfinden. In größeren Tiefen wäre eine Errichtung und der Wartungsaufwand zu teuer.