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Konzeptüberblick: So könnten Hohlkugelpumpspeicher am Meeresboden verankert sein, um als Energiepark künftig große Mengen Strom zu speichern. Bild: Hochtief Solutions
Neuartiges Pumpspeicherkonzept

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Energie in der Tiefsee speichern

Direkt am Offshore-Windpark den dort erzeugten Strom speichern – das sollen Hohlkugelspeicher ermöglichen, die am Meeresboden verankert werden. Ihr Prinzip entspricht dem eines herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerks.

Das neuartige Speicherkonzept mit der Hohlkugel soll im Herbst als Modellprojekt im Bodensee getestet werden. Forscher wollen dann eine Betonkugel mit drei Metern Durchmesser vor Überlingen versenken. Die Hohlkugel funktioniert nach dem Prinzip eines Pumpspeichers: Besteht Bedarf an elektrischem Strom, fließt das Wasser von dem Oberbecken in das Unterbecken und treibt eine Turbine an, die elektrischen Strom erzeugt. Bei einem Überschuss elektrischer Leistung in dem Stromnetz – in der Regel nachts – wird das Wasser mit Hilfe von Pumpen von dem Unter- in das Oberbecken gepumpt.

Das neuartige Konzept des Meeres-Pumpspeicherkraftwerks nutzt das Meer selbst als oberes Speicherreservoir. Dabei wird ein künstlicher Hohlraum, mit einem Durchmesser von 30 Meter, in großer Wassertiefe geschaffen, sodass der hydrostatische Wasserdruck das Energiepotenzial darstellt. Aufgrund des anstehenden Druckgefälles kann bei Einströmen des Wassers in den Hohlkörper mit Hilfe von Turbine und Generator elektrische Energie erzeugt werden. Eine Kabelverbindung zur Transformatorstation und von dort zum Festland ermöglicht den Transport der elektrischen Energie. Umgekehrt kann überschüssige elektrische Energie, beispielsweise aus regenerativer Erzeugung, zum Herauspumpen des Wassers aus dem Hohlkörper verwendet werden. Der Wirkungsgrad soll bei 80 bis 85 Prozent liegen.

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt Stensea (Stored Energy in the Sea) zum neuartigen Pumpspeicherkonzept wird vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel und dem Baukonzern Hochtief entwickelt. Mit ihm sollen große Mengen elektrischer Energie vor den Küsten im Meer gelagert werden, dort wo Windanlagen den Strom erzeugen. Große Speicherkapazitäten können errichtet werden, wenn mindestens 80 Hohlkugeln zu einem sogenannten Energiepark zusammengefasst werden.

Der Fokus liegt auf der Entwicklung eines wettbewerbsfähigen Energiespeichers. Die für den Speicher vorgesehene Pumpturbinentechnologie ist prinzipiell verfügbar, es sind projektspezifische Anpassungen erforderlich. Entscheidend sind die Baukosten des Speicherkörpers sowie die Herstellung des künstlichen Hohlraums auf dem Meeresgrund. Der Stensea-Pumpspeicher soll weltweit in geeigneten Gewässern und Wassertiefen ab 500 Meter eingesetzt werden. Das Energiepotenzial des Tiefseespeichers wächst mit zunehmender Wassertiefe des Standorts.

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