So kann Was­ser Strom spei­chern

Ei­ne Be­ton­ku­gel als Bat­te­rie? Das geht, sa­gen For­scher und tre­ten im Bo­den­see den Be­weis an

Augsburger Allgemeine (Land West) - - Wissen -

Wenn es im Herbst rich­tig stürmt, ha­ben Wind­park­be­trei­ber vor al­lem ein Pro­blem: Wo­hin mit all dem Strom aus ih­ren rie­si­gen Wind­kraft­an­la­gen, die längst in gro­ßer Zahl im Meer ste­hen? Über­le­gun­gen, wie die über­schüs­si­ge Ener­gie zwi­schen­ge­spei­chert wer­den kann, da­mit nicht die Strom­net­ze zu­sam­men­bre­chen, gibt es ei­ni­ge. Prak­tisch ge­löst ist das Pro­blem aber längst nicht. Nun ha­ben For­scher des Fraun­ho­fer In­sti­tuts für Wind­ener­gie und Ener­gie­sys­tem­tech­nik (IWES) in Kas­sel ei­nen Pra­xis­ver­such mit ei­ner eben­so sim­plen wie ef­fi­zi­en­ten Spei­cher­tech­no­lo­gie ge­star­tet. Da­zu ha­ben sie im Bo­den­see ei­ne Be­ton­ku­gel mit drei Me­tern Durch­mes­ser ver­senkt.

Die Ku­gel, die nun rund 200 Me­ter vor dem See­ufer in Über­lin­gen, in gut 100 Me­tern Tiefe steht, ist aber viel mehr als nur ei­ne Be­ton­bla­se. Er­fun­den ha­ben den so­ge­nann­ten Mee­res­pump­spei­cher die bei­den Phy­si­ker Horst Schmidt-Bö­cking und Ger­hard Lu­ther be­reits im Jahr 2011, dem Jahr des Re­ak­tor­un­glücks von Fu­kus­hi­ma. Das nun zu­sam­men mit der Fir­ma Hoch­bau So­lu­ti­ons ver­wirk­lich­te Funk­ti­ons­mo­dell ist mit ei­ner Pump­tur­bi­ne auf der Ober­sei­te ver­se­hen und ei­nem fein­ma­schi­gen Sieb an ih­rem un­te­ren En­de, das in ei­ne rohr­för­mi­ge Ver­län­ge­rung mün­det. Über ein Ven­til lässt sich der Was­ser­fluss ins In­ne­re der Kon­struk­ti­on re­geln. Fließt Was­ser in die Ku­gel, treibt es da­bei die Tur­bi­ne an und er­zeugt Strom. Der soll spä­ter, in ei­ner an­wen­dungs­rei­fen Ver­si­on der Spei­cher­tech­nik, in die Strom­net­ze ab­ge­ge­ben wer­den, wenn we­nig Wind weht und mit den Wind­kraft­an­la­gen über der Was­ser­ober­flä­che we­ni­ger Ener­gie er­zeugt wird.

Bei Stark­wind, oder zu Zei­ten, in de­nen we­ni­ger Strom nach­ge­fragt wird, et­wa nachts, wer­den die Ku­geln un­ter Was­ser mit dem über­schüs­si­gen Strom leer­ge­pumpt, der Ener­gie­spei­cher al­so auf­ge­la­den. Das macht die Strom­pro­duk­ti­on mit Wind be­re­chen­ba­rer. Der be­son­de­re Clou: Wenn die Tech­nik funk­tio­niert, wie von den For­schern vor­ge­se­hen, sol­len die Ku­geln im Meer in ei­ner Was­ser­tie­fe von rund 600 bis 800 Me­tern in­stal­liert wer­den. We­gen des stei­gen­den Was­ser­drucks in der Tiefe kann je­de Ku­gel dort mehr Ener­gie spei­chern als wei­ter oben.

Mo­men­tan pla­nen die For­scher mit ei­nem Durch­mes­ser von 30 Me­tern für die Ku­geln im Meer. Nach ih­ren Be­rech­nun­gen könn­te ei­ne Ku­gel bis zu 20 MWh Strom spei­chern. Vier bis acht St­un­den soll es dau­ern, bis sie wie­der leer ist. Ein wei­te­rer Vor­teil der Ku­gel­spei­cher ist, dass die be­nö­tig­te Tech­no­lo­gie, et­wa die Pump­tur­bi­nen, zum größ­ten Teil be­reits exis­tiert, nur noch für den spe­zi­fi­schen Ein­satz­zweck an­ge­passt wer­den muss.

Beim La­den und Ent­la­den der Ku­geln mit Wind­strom kann, so die Ex­per­ten, ein Wir­kungs­grad von 80 bis 85 Pro­zent er­zielt wer­den. Das heißt, es geht re­la­tiv we­nig Ener­gie ver­lo­ren. Das ist wich­tig, um den Preis für den Strom nicht wei­ter in die Hö­he zu trei­ben. Letzt­end­lich sind die Zu­satz­kos­ten für die Ener­gie­spei­cher oh­ne­hin nur ein re­la­tiv klei­ner Pos­ten, wie Jo­chen Bard, der zu­stän­di­ge Be­reichs­lei­ter des Fraun­ho­fer In­sti­tuts, er­klärt: „Spei­chern ist im­mer die letz­te Op­ti­on. Aufs Gan­ze ge­se­hen ist die Men­ge an Strom, die zwi­schen­ge­spei­chert wird, re­la­tiv ge­ring.“Idea­ler­wei­se wird die Ener­gie ver­braucht, wenn sie er­zeugt wird. Über­schüs­si­ge Men­gen kön­nen über Lei­tun­gen wei­te Stre­cken trans­por­tiert, Wind­kraft­an­la­gen zur Not auch ab­ge­re­gelt wer­den. Spei­cher­tech­no­lo­gie ist al­so nur ein Bau­teil beim Auf­bau ei­ner re­ge­ne­ra­ti­ven Ener­gie­ver­sor­gung, ei­ne Ka­pa­zi­tät von et­wa fünf bis zehn Pro­zent der Ge­samt­men­ge wer­de da­für be­nö­tigt, so Bard. Und: In Zu­kunft wird es wohl ei­ne gan­ze Rei­he ver­schie­de­ner Spei­cher­tech­no­lo­gi­en ge­ben. Ei­ne we­sent­li­che Men­ge der über­schüs­si­gen Ener­gie könn­te auch ein­mal in die Bat­te­ri­en von Elek­tro­au­tos wan­dern.

Bis die ers­te Ku­gel im Meer in­stal­liert ist, wird es noch ei­ne Wei­le dau­ern. Wenn ein­mal vie­le da­von un­ter Was­ser mit ei­nem Wind­park über der Was­ser­ober­flä­che zu ei­nem so­ge­nann­ten Ener­gie­park zu­sam­men­ge­schlos­sen sind, sol­len die Spei­cher­kos­ten we­ni­ge Eu­ro­cent pro Ki­lo­watt­stun­de be­tra­gen. Da­vor müs­sen die Da­ten aus dem vier­wö­chi­gen Pro­be­be­trieb im Bo­den­see aber erst noch die Theo­rie be­stä­ti­gen. Dann soll ein ge­eig­ne­ter Stand­ort im Meer ge­fun­den wer­den, um ei­ne gro­ße De­mons­tra­ti­ons­an­la­ge zu er­rich­ten. Mat­thi­as Zim­mer­mann

Der Preis pro Ki­lo­watt­stun­de soll des­we­gen kaum stei­gen

Fo­to: Fraun­ho­fer IWES/P. Acker­mann Gra­fik: Hoch­tief So­lu­ti­ons

Drei Me­ter hat die Be­ton­ku­gel im Durch­mes­ser, die jüngst zu Test­zwe­cken im Bo­den­see ver­senkt wur­de. Ziel der be­tei­lig­ten For­scher ist es, ei­nen Ener­gie­spei­cher für Wind­kraft­an­la­gen im Meer zu ent­wi­ckeln. Da­mit soll die Er­zeu­gung re­ge­ne­ra­ti­ver Ener­gie be­re­chen­ba­rer wer­den.

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