StEnSea Projekt erprobt flexiblen Energiespeicher im Bodensee
Sturmtiefs über dem Meer sorgen zeitweise für Spitzen bei der Stromeinspeisung. Damit das Stromnetz nicht zusammenbricht, müssen dann ganze Offshore-Windparks kurzfristig abgeschaltet werden. Wirtschaftlich ist das nicht. Das bisher ungelöste technische Problem liegt darin, die Überkapazitäten an Strom vor Ort zwischen zu speichern. Wissenschaftler planen hier in naher Zukunft neuartige Speichertechniken nach dem Vorbild an Land erprobter Pumpspeicherwerke, die mitten im Meer platziert werden. Nach mehrjähriger Forschungsarbeit geht das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea) nun in die Testphase.
Zwei Physik-Professoren der Universitäten Frankfurt und Saarbrücken haben das Prinzip der Pumpspeicherwerke auf das offene Meer übertragen. Gemeinsam mit dem auf Energiesystemtechnik spezialisierten Fraunhofer-Institut IWES haben sie die marine Variante bis zur Anwendungsreife entwickelt. Das Projekt nutzt riesige Hohlkugeln aus Beton als Energiespeicher, die auf dem Meeresgrund verankert werden. Denkbar wären hier ganze Parks solcher Speicherkugeln. Wird elektrischer Strom benötigt, würden die Kugeln geflutet. Das einströmende Wasser treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt und ins Netz einspeist. Bei zu viel Strom im Netz wird mit Hilfe der überschüssigen Elektrizität das Wasser aus den Hohlkugeln gepumpt. Allerdings wäre eine Anlage aus bis zu 200 Kugeln von jeweils 30 Metern Durchmesser erforderlich, um die von Experten geforderte nationale Mindestreserve zur Sicherung der Stromversorgung von vier Gigawatt bereitzustellen.
Im Moment wird das Pumpspeicherkonzept vier Wochen lang im Bodensee getestet. Hierfür wurde ein Modell im Maßstab 1:10 mit rund drei Metern Durchmesser etwa 200 Meter vor dem Ufer in Überlingen in 100 Meter Tiefe abgelassen. In fünf bis zehn Jahren könnte dann das erste Pumpspeicherwerk auf dem Meeresgrund errichtet werden. „Sicher ist, dass das Konzept erst ab Wassertiefen von ca. 600 bis 800 Metern im Meer wirtschaftlich anwendbar sein wird. Die Speicherkapazität steigt bei gleichem Volumen linear mit der Wassertiefe und beträgt für eine 30 Meter-Kugel bei 700 Metern ungefähr 20 Megawattstunden (MWh)“, erklärt IWES-Bereichsleiter Jochen Bard, der international auf dem Gebiet der Meeresenergie forscht.
Offshore-Windparks weltweit werden als mögliche Standorte für die marinen Pumpspeichersysteme untersucht. „Mit heutiger standardisierter und verfügbarer Technik sehen wir bei der Speicherkapazität von 20 MWh pro Kugel eine weltweite elektrische Gesamtspeicherkapazität von 893.000 MWh. Damit ließen sich kostengünstig wichtige Ausgleichsbeiträge für die schwankende Erzeugung aus Wind und Sonne leisten“, prognostiziert Bard.
10.11.2016
in Kooperation mit dem