Wärmespeicher für Windenergie

Gemeinsam mit der Technischen Universität TUHH und dem städtischen Energieversorger in Hamburg forscht Siemens an einer neuen Speicherlösung. Überschüssige Windenergie lagert in Wärme umgewandelt in einer Steinschüttung, die mit einem Isoliermantel geschützt ist. Bei zusätzlichem Strombedarf wandelt eine Dampfturbine die Wärmeenergie zurück in Strom.

27. September 2016

Aktuell betreibt Siemens in Hamburg-Bergedorf einen Testaufbau des Speichers mit dem Namen Future Energy Solution, kurz FES. Dort erforscht das Unternehmen gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Thermofluiddynamik der TUHH, wie das Laden und Entladen des Speichers  effizient gestaltet werden kann.

Die Anordnung der Schüttung und die Form des umgebenden Isolierbehälters haben laut den Unternehmen einen wesentlichen Einfluss. Getestet wird der Speicher mit Temperaturen von über 600°C. Weil in dem aktuellen Testaufbau lediglich die thermischen Voraussetzungen des Speicherverfahrens erprobt werden, fehlt dort die Rückverstromung.

Ab 2017 Test bei Trimet

Die komplette Energieumwandlung vom Strom zur Wärmespeicherung in der Steinschüttung und wieder zurück zum Strom wollen die Forscher erstmals ab Frühjahr 2017 erproben. Dann entsteht ein vollständiger thermischer Speicher auf dem Gelände der Aluminiumhütte Trimet in Hamburg-Altenwerder.

Die FES im Vollformat wird etwa 36 MWh an Energie speichern können – in einem Behälter mit rund 2.000 m³ Gestein. Über einen Kessel erzeugt die darin gespeicherte Wärme so viel Dampf, dass eine Siemens Kompakt-Dampfturbine damit bis zu 24 Stunden lang eine Leistung von bis zu 1,5 MW Strom erzeugen kann.

Potenzial für 50 Prozent Wirkungsgrad

Die Forscher rechnen damit, bereits in diesem frühen Entwicklungsstadium einen Wirkungsgrad von rund 25% zu erzielen. Das Konzept bietet künftig ein Potenzial für Wirkungsgrade um 50%, teilt Siemens weiter mit. Der Partner Hamburg Energie wird geeignete Vermarktungsmöglichkeiten für die Speicherenergie untersuchen.

„Die Technologie unseres FES-Speichers setzt bewusst auf größtenteils bewährte Technik“, sagt Siemens Projektleiter Dr. Till Barmeier. „Weil wir hier mit erprobten thermischen Komponenten und einer seriengefertigten Dampfturbine arbeiten, können wir innerhalb weniger Jahre eine praxistaugliche Lösung anbieten. Schon in rund 15 Monaten geht unsere vollständige Versuchsanlage in Betrieb.“

Über die Wärmespeicherforschung berichtete Energiespektrum in einem längeren Beitrag in der Ausgabe 2/2016