00:18 03 April 2020
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    So groß wie ein Fußballfeld soll er sein und 340 Meter tief in die Erde reichen. Bei überschüssigem Solarstrom wird er aus dem Boden emporgehoben. Dafür sorgen Pumpen, die Wassermassen unter den Felszylinder befördern. Zukunftsmusik oder eine der Lösungen der Zukunft? Sputnik hat mit dem Erfinder des neuen Speichers gesprochen.

    Bei den erneuerbaren Energien Windkraft und Solarenergie ist die Abhängigkeit von der Wetterlage ein Problem für die Netzstabilität. Bei Nacht scheint keine Sonne, bei Flaute drehen sich keine Windräder. Aber auch umgekehrt gilt: Bei einer Überproduktion werden die Anlagen vom Netz genommen und der überschüssige Strom verpufft ungenutzt. Um diese Fluktuationen auszugleichen, wird derzeit viel Arbeit in die Entwicklung von Speichertechnologien gesteckt, die sich vom Batteriespeicher über Wärmespeicher bis hin zur chemischen Speicherung durch Power-to-Gas-Verfahren erstrecken.

    Eine weitere Lösung liegt in der Nutzung der Anziehungskraft der Erde und nennt sich Pumpspeicherkraftwerk. Mit überschüssigem Strom werden große Wassermassen mithilfe von Pumpen auf eine größere Höhe angehoben und speichern die Energie in Form von Lageenergie. Bei Bedarf wird das Wasser wieder nach unten gelassen, treibt dabei Turbinen an und generiert so den benötigten Strom. Doch diesen Ansatz verfolgt man in Deutschland immer weniger, da sich solche Bauwerke in Naturlandschaften nicht eben schön ausnehmen und außerdem das hochgepumpte Wasser zu einem realen Problem werden kann, wenn ein Damm bricht.

    Ein Energiespeicher, der nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert, aber weder auf natürliche Höhenunterschiede angewiesen ist noch die Gefahr eines Dammbruchs birgt, ist der Lageenergiespeicher des Physikers und Ingenieurs Eduard Heindl. „Ein Pumpspeicher pumpt das Wasser auf den Berg und wir pumpen das Wasser unter den Berg und heben einen großen Fels an, der sich wie ein kleiner Tafelberg nach oben bewegt“, beschreibt Heindl das Prinzip gegenüber Sputnik. Der Speicher habe große Ähnlichkeit mit einem Pumpspeicherkraftwerk, die Maschinen seien die gleichen. „Aber die Masse, die angehoben wird, ist nicht Wasser, sondern es ist Fels, der eine höhere Dichte und damit auch eine höhere Energiedichte hat“, so Heindl.

    Das Kernstück des Ganzen bildet ein großer Zylinder aus Gestein, unter den die Wassermassen gepumpt werden. Die angedachten Maße des Zylinders betragen 250 Meter Durchmesser und 340 Meter Tiefe. Als Material eignet sich laut Heindl am besten Granit. Bestehende Risse am Gestein werden durch Stahlbeton beseitigt. Die Pumpenmotoren, die den Zylinder anheben, sollen von Solaranlagen angetrieben werden. Bei Strombedarf in der Nacht kehrt sich der Fluss um und dieselben Turbinen generieren nun Strom. Die Speicherkapazität soll acht Gigawattstunden betragen und einem klassischen Pumpspeicherkraftwerk entsprechen.

    Ein solcher Speicher könnte nach Heindl eine ganze Stadt versorgen.

    „Eine Millionenstadt könnte acht Stunden lang ein Gigawatt verbrauchen“, so der Ingenieur. Damit könnten alle Maschinen mit Strombedarf „von einem Sonnentag zum nächsten Sonnentag betrieben werden“.

    Der Strom aus einem solchen Speicher würde in der Nacht um fünf Cent je die Kilowattstunde steigen. Die Kosten für den Bau einer großen Anlage würden bei etwa einer Milliarde liegen. Das Risiko sei bei solchen Anlagen gering, da es keinen Staudamm gibt. „Durch ein Erdbeben könnte die Dichtung platzen und das Wasser läuft dann in das Vorratsbecken ab“, skizziert Heindl ein denkbares Szenario.

    Der Lageenergiespeicher ist aus Heindls Sicht eine von mehreren Speichertechnologien, die parallel zum Einsatz kommen müssten. Hier geht es um den Tageszyklus, Aufladen am Tag, Verbrauchen bei Nacht. Für kleinere Fluktuationen im Netz eignen sich aus seiner Sicht Batterien gut. Aber es brauche auch Langzeitspeicher für die Jahreszeitenwechsel. „Das wird man mit dieser Technik nicht machen. Da sind Power-to-Gas und Wasserstoff sicherlich interessante Möglichkeiten“, so Heindl.

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    Tags:
    erneuerbare Energien