{"id":10456,"date":"2016-11-09T16:00:08","date_gmt":"2016-11-09T15:00:08","guid":{"rendered":"http:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=10456"},"modified":"2016-11-09T16:00:08","modified_gmt":"2016-11-09T15:00:08","slug":"energiespeicher-von-morgen-wird-erstmals-im-bodensee-getestet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/energiespeicher-von-morgen-wird-erstmals-im-bodensee-getestet\/","title":{"rendered":"Energiespeicher von morgen wird erstmals im Bodensee getestet"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_10460\" aria-describedby=\"caption-attachment-10460\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-10460\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-StEnSea-IWES1.jpg\" alt=\"blog_2016-stensea-iwes1\" width=\"300\" height=\"450\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-StEnSea-IWES1.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-StEnSea-IWES1-200x300.jpg 200w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-10460\" class=\"wp-caption-text\">Projekt StEnSea: Abladen im F\u00e4hrhafen in Konstanz am 2.11.2016; \u00a9 Foto Fraunhofer IWES<\/figcaption><\/figure>\n<p><em><strong>Die Erfindung von Horst Schmidt-B\u00f6cking (Goethe-Universit\u00e4t) und Dr. Gerhard Luther (Universit\u00e4t Saarbr\u00fccken) bilden die Basis f\u00fcr ein neuartiges Meeres-Pump-Speicher-System, das vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) entwickelt wurde.<\/strong><\/em><\/p>\n<p>Wie kann man die enormen Mengen durch Offshore-Windkraft erzeugten Stroms bereits vor Ort zwischenspeichern? Bisher gab es auf diese Frage keine Antwort. Nun geht nach mehrj\u00e4hriger Forschungsarbeit das vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWi) gef\u00f6rderte Projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea) in die Erprobungsphase. Darin entwickelt das auf Energiesystemtechnik spezialisierte Fraunhofer-Institut IWES in Kassel zusammen mit Partnern die \u201eMeerei\u201c-Erfindung von zwei Physik-Professoren der Universit\u00e4t Frankfurt und der Universit\u00e4t Saarbr\u00fccken zur Anwendungsreife.<\/p>\n<p>Ein Modell im Ma\u00dfstab 1:10 mit rund drei Metern Durchmesser wird am 8.11.2016 im F\u00e4hrhafen von Konstanz in den Bodensee gebracht und am 9.11.2016 etwa 200 Meter vor dem Ufer in \u00dcberlingen in 100 Meter Tiefe abgelassen. Anschlie\u00dfend wird es f\u00fcr vier Wochen getestet: \u00bbAuf dem Meeresboden installierte Pumpspeicherkraftwerke k\u00f6nnen in gro\u00dfen Wassertiefen den hohen Wasserdruck nutzen, um mit Hilfe von Hohlk\u00f6rpern Stromenergie speichern zu k\u00f6nnen\u00ab, erl\u00e4utert Horst Schmidt-B\u00f6cking, emeritierter Professor der Universit\u00e4t Frankfurt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_10459\" aria-describedby=\"caption-attachment-10459\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignright\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-10459\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-Stensea-VisualisierungIWES1.jpg\" alt=\"Konzept f\u00fcr ein Meeres-Pumpspeicherkraftwerk mit vielen Kugelspeichern (ca. 30 m Durchmesser) in 600 - 800 Metern Wassertiefe zur Zwischenspeicherung von Offshore-Strom; \u00a9 Foto Fraunhofer IWES\" width=\"300\" height=\"378\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-Stensea-VisualisierungIWES1.jpg 750w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_2016-Stensea-VisualisierungIWES1-238x300.jpg 238w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-10459\" class=\"wp-caption-text\">Konzept f\u00fcr ein Meeres-Pumpspeicherkraftwerk mit vielen Kugelspeichern (ca. 30 m Durchmesser) in 600 &#8211; 800 Metern Wassertiefe zur Zwischenspeicherung von Offshore-Strom; \u00a9 Foto Fraunhofer IWES<\/figcaption><\/figure>\n<p>Zum Energieeinspeichern wird \u00fcber eine Elektropumpe Wasser aus der Kugel herausgepumpt, um Strom zu erzeugen flie\u00dft Wasser durch eine Turbine in die leere Kugel hinein und erzeugt \u00fcber einen Generator elektrische Energie. Dieses Prinzip der Offshore-Energiespeicherung hat Prof. Schmidt-B\u00f6cking 2011 wenige Tage vor dem Fukushima-Supergau mit seinem Kollegen Dr. Gerhard Luther von der Universit\u00e4t Saarbr\u00fccken zum Patent angemeldet.<\/p>\n<p>Die beiden Erfinder erinnern sich: \u201eDie schnelle Umsetzung dieser Idee in die Praxis ist eigentlich einem Bericht in der FAZ zu verdanken. Technik-Redakteur Georg K\u00fcffner stellte diese Speicheridee in einem Artikel der \u00d6ffentlichkeit vor \u2013 und zwar zuf\u00e4llig am 1. April 2011. Viele Leser nahmen das sicherlich zun\u00e4chst als Aprilscherz auf. Fachleute der Hochtief Solutions AG in Frankfurt erkannten allerdings sofort die in dieser Idee verborgenen M\u00f6glichkeiten. Innerhalb weniger Wochen konnte mit dem Betonbauspezialisten Hoch-Tief und den Meeresenergie- und Speicherspezialisten des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel ein Konsortium f\u00fcr eine erste Machbarkeitsstudie gebildet werden\u201c, so Schmidt-B\u00f6cking und Luther.<\/p>\n<p>Mit dem Nachweis der Machbarkeit f\u00f6rderte anschlie\u00dfend das BMWi das Projekt StEnSea zur Entwicklung und Erprobung dieses neuartigen Pumpspeicherkonzepts im Modellma\u00dfstab. Nun geht dieses in die Testphase. \u201eAuf Basis der Vorstudie haben wir eine detaillierte Systemanalyse mit Konstruktion, Bau- und Logistikkonzept des Druckbeh\u00e4lters durchgef\u00fchrt, eine Pump-Turbinen-Einheit entwickelt, die Einbindung in das Stromnetz untersucht, Wirtschaftlichkeitsberechnungen durchgef\u00fchrt und eine Roadmap f\u00fcr die technische Umsetzung entwickelt\u201c fasst Projektleiter Matthias Puchta vom Fraunhofer IWES die bisherigen erfolgreichen Arbeiten zusammen.<\/p>\n<p>\u201eNun beginnt der vierw\u00f6chige Modellversuch im Ma\u00dfstab 1:10 im Bodensee. Wir werden verschiedene Tests fahren, um Detailfragestellungen zur Konstruktion, der Installation, der Auslegung des Triebstrangs und des elektrischen Systems, der Betriebsf\u00fchrung und Regelung, der Zustands\u00fcberwachung und der dynamischen Modellierung und Simulation des Gesamtsystems zu \u00fcberpr\u00fcfen\u201c, so Puchta weiter.<\/p>\n<figure id=\"attachment_10461\" aria-describedby=\"caption-attachment-10461\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-10461\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_Stensea-KugelspeicherprinzipIWES1.jpg\" alt=\"StEnSea Funktionsprinzip; \u00a9 Foto Fraunhofer IWES\" width=\"300\" height=\"204\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_Stensea-KugelspeicherprinzipIWES1.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2016\/11\/blog_Stensea-KugelspeicherprinzipIWES1-300x204.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-10461\" class=\"wp-caption-text\">StEnSea Funktionsprinzip; \u00a9 Foto Fraunhofer IWES<\/figcaption><\/figure>\n<p>\u201eMit den Ergebnissen des Modellversuchs wollen wir zun\u00e4chst geeignete Standorte f\u00fcr ein Demonstrationsprojekt in Europa genauer untersuchen. F\u00fcr den Demonstrationsma\u00dfstab des Systems streben wir einen Kugeldurchmesser vor 30 Metern an. Das ist unter ingenieurtechnischen Randbedingungen die derzeitige sinnvolle Zielgr\u00f6\u00dfe. Sicher ist, dass das Konzept erst ab Wassertiefen von ca. 600 &#8211; 800 Metern im Meer wirtschaftlich anwendbar sein wird. Die Speicherkapazit\u00e4t steigt bei gleichem Volumen linear mit der Wassertiefe und betr\u00e4gt f\u00fcr eine 30 m-Kugel bei 700 Metern ungef\u00e4hr 20 Megawattstunden (MWh)\u201c, erkl\u00e4rt IWES-Bereichsleiter Jochen Bard, der seit vielen Jahren national und international auf dem Gebiet der Meeresenergie forscht.<\/p>\n<p>\u201eEs gibt ein gro\u00dfes Potential f\u00fcr die Anwendung von Meerespumpspeichersystemen in k\u00fcstennahen Standorten, insbesondere auch vor den K\u00fcsten bev\u00f6lkerungsdichter Regionen. Beispielsweise vor Norwegen (Norwegische Rinne). Aber auch Spanien, USA und Japan weisen gro\u00dfe Potentiale auf. Mit heutiger standardisierter und verf\u00fcgbarer Technik sehen wir bei der Speicherkapazit\u00e4t von 20 MWh pro Kugel eine weltweite elektrische Gesamtspeicherkapazit\u00e4t von 893.000 MWh. Damit lie\u00dfen sich kosteng\u00fcnstig wichtige Ausgleichsbeitr\u00e4ge f\u00fcr die schwankende Erzeugung aus Wind und Sonne leisten\u201c, stellt Bard fest.<\/p>\n<blockquote><p>\u00d6kostrom im \u201eMeerei\u201c speichern \u2013 Wie funktionierts?<\/p>\n<p>Das Meerei-Prinzip ist \u00e4hnlich wie das eines herk\u00f6mmlichen Pumpspeicherkraftwerks, bei dem man zwei Wasser-Reservoire auf unterschiedlichem H\u00f6henniveau nutzt. Um Strom zu speichern, treibt man damit Turbinen an, die Wasser vom Tal in das zweite Reservoir auf dem Berg pumpen. Die potentielle Energie des Wassers im oberen Reservoir wird dann genutzt, um Turbinen anzutreiben, die wiederum Strom erzeugen. Beim \u201eMeerei\u201c nutzt man einen auf den Meeresgrund versenkten Hohlk\u00f6rper als \u201eTalspeicher\u201c und das Meer selbst, mit seinem hohen Druck in der Tiefe, stellt das zweite Reservoir dar. Pumpt man mit dem Windstrom das Wasser aus dem Hohlk\u00f6rper gegen den hohen Wasserdruck ins umgebende Meer, so speichert man die Stromenergie in Form von potentieller Energie im leeren Hohlk\u00f6rper.<\/p>\n<p>L\u00e4sst man das Wasser durch die Turbine wieder zur\u00fcck str\u00f6men, so kann man durch den hohen Differenzdruck mittels der Turbinen wieder die Energie in Form von elektrischem Strom zur\u00fcckgewinnen. Die elektrische Spannung wird dann hoch transformiert, um die Widerstandsverluste im Hochspannungskabel (Gleichstrom) zu minimieren. So kann die elektrische Energie \u00fcber gro\u00dfe Strecken fast verlustfrei zum Verbraucher ans Land gef\u00fchrt werden.<\/p>\n<p>Gelingt es, die Speicherkugeln so zu standardisieren und zu optimieren, dass sie kosteng\u00fcnstig in Serie gebaut werden k\u00f6nnen, so kann mit einem derartigen \u201eGelege von Meereiern\u201c die notwendige Speicherkapazit\u00e4t auch f\u00fcr gro\u00dfe Offshore Windparks bereitgestellt werden.<\/p><\/blockquote>\n<p><em><strong>Quelle:<\/strong> <a href=\"http:\/\/www.muk.uni-frankfurt.de\/63932628\/276?\" target=\"_blank\">Pressemitteilung vom 08. November 2016<\/a><\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Erfindung von Horst Schmidt-B\u00f6cking (Goethe-Universit\u00e4t) und Dr. Gerhard Luther (Universit\u00e4t Saarbr\u00fccken) bilden die Basis f\u00fcr ein neuartiges Meeres-Pump-Speicher-System, das vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) entwickelt wurde. 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