Wellenleistung

Wellenleistung bezeichnet die mittlere Energiemenge, die von Meeresoberwellen pro Meter Wellenkrestlänge in Richtung der Ausbreitung transportiert wird. Sie wird in Watt pro Meter (W/m) angegeben und dient zur Charakterisierung des Potenzialenergie eines Abschnitts des Meeres für die Nutzung von Wellenenergie.

In der linearen Wellentheorie ist die Wellenleistung das Produkt aus der Energiedichte E der Welle und der Gruppengeschwindigkeit c_g: P = E c_g. Die Energie pro Flächeneinheit einer Welle beträgt E = (1/8) ρ g H^2, wobei H die signifikante Wellenhöhe ist, ρ die Dichte des Meerwassers (ungefähr 1025 kg/m^3) und g die Erdbeschleunigung (≈ 9,81 m/s^2). Die Gruppengeschwindigkeit c_g ergibt sich aus der Dispersion ω^2 = g k tanh(kh) und hängt von Wassertiefe h sowie Wellenzahl k ab; in der Tiefsee gilt c_g = c/2 mit c = ω/k. In flachem Wasser ändert sich c_g gemäß der vollständigen Gleichung: c_g = (1/2) c [1 + 2kh / sinh(2kh)].

Typische Werte liegen im Bereich von einigen zehn Kilowatt pro Meter Wellenkrestlänge; als Beispiel: H = 2 m, T ≈ 8 s ergibt P ≈ 3 × 10^4 W/m.

Wellenleistung ist eine zentrale Größe bei der Bewertung von Standorten für Wellenenergie-Anlagen und dient zur Beurteilung des potentiellen Energieertrags sowie der Konzeption von Wellenenergiekonvertern.