22. JULI 2017

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Speicherkugel im Bodensee versenkt


Etwa 200 Meter vor dem Bodensee-Ufer in Überlingen testen Forscher, wie Energiespeicherung von Offshore-Windparks direkt auf dem Meer gelingen kann. Dafür haben sie eine Speicherkugel in 100 Meter Tiefe versenkt.

Nach mehrjähriger Forschungsarbeit geht das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea) damit in die Erprobungsphase. Darin will das auf Energiesystemtechnik spezialisierte Fraunhofer-Institut IWES zusammen mit Partnern die Erfindung von zwei Physik-Professoren der Universität Frankfurt und der Universität Saarbrücken zur Anwendungsreife entwickeln.

Vierwöchiger Test
Das Modell im Maßstab 1:10 mit rund drei Metern Durchmesser ist am 9. November in den See abgelassen worden. Es soll nun vier Wochen getestet werden, wie das Fraunhofer IWES weiter mitteilt. »Auf dem Meeresboden installierte Pumpspeicherkraftwerke können in großen Wassertiefen den hohen Wasserdruck nutzen, um mit Hilfe von Hohlkörpern Stromenergie speichern zu können«, erläutert Horst Schmidt-Böcking, emeritierter Professor der Universität Frankfurt.

Demonstrationsprojekt soll folgen
Mit den Ergebnissen des Modellversuchs wollen die Forscher zunächst geeignete Standorte für ein Demonstrationsprojekt in Europa genauer untersuchen. Für den Demonstrationsmaßstab des Systems soll ein Kugeldurchmesser von 30 Metern realisiert werden.

»Das ist unter ingenieurtechnischen Randbedingungen die derzeitige sinnvolle Zielgröße. Sicher ist, dass das Konzept erst ab Wassertiefen von circa 600 bis 800 Metern im Meer wirtschaftlich anwendbar sein wird«, erklärt IWES-Bereichsleiter Jochen Bard. Die Speicherkapazität steige bei gleichem Volumen linear mit der Wassertiefe und beträgt für eine 30 m-Kugel bei 700 Metern ungefähr 20 Megawattstunden (MWh).

Das Funktionsprinzip
Zum Speichern wird Strom genutzt, um über eine Elektropumpe Wasser aus der Kugel herauszupumpen. Um wieder Strom zu erzeugen strömt das Wasser durch eine Turbine in die leere Kugel hinein und erzeugt über einen Generator Strom. Dieses Prinzip hat Schmidt-Böcking 2011 mit seinem Kollegen Dr. Gerhard Luther von der Universität Saarbrücken zum Patent angemeldet.

»Innerhalb weniger Wochen konnte mit dem Betonbauspezialisten Hoch-Tief und den Meeresenergie- und Speicherspezialisten des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel ein Konsortium für eine erste Machbarkeitsstudie gebildet werden«, so Schmidt-Böcking und Luther zur Historie des Projektes.

Roadmap der Entwicklung
»Auf Basis der Vorstudie haben wir eine detaillierte Systemanalyse mit Konstruktion, Bau- und Logistikkonzept des Druckbehälters durchgeführt, eine Pump-Turbinen-Einheit entwickelt, die Einbindung in das Stromnetz untersucht, Wirtschaftlichkeitsberechnungen durchgeführt und eine Roadmap für die technische Umsetzung entwickelt«, so Projektleiter Matthias Puchta vom Fraunhofer IWES zu den bisherigen Arbeiten.

»Nun beginnt der vierwöchige Modellversuch im Maßstab 1:10 im Bodensee. Wir werden verschiedene Tests fahren, um Detailfragestellungen zur Konstruktion, der Installation, der Auslegung des Triebstrangs und des elektrischen Systems, der Betriebsführung und Regelung, der Zustandsüberwachung und der dynamischen Modellierung und Simulation des Gesamtsystems zu überprüfen.«

Mehr Informationen zum Projekt finden sie hier:

Update: Im März 2017 haben die Forscher die Kugel wieder aus den Tiefen des Bodensees geborgen. Über erste Ergebnisse berichtete Energiespektrum hier.

Datum:
13.11.2016
Unternehmen:
Bilder:
Bild: Fraunhofer IWES
Bild: Fraunhofer IWES
Bild: Fraunhofer IWES
Bild: Fraunhofer IWES

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