Speichern der erneuerbaren Energie

Strom muss immer dann erzeugt werden, wenn er auch verbraucht wird. Was nutzt dann die erneuerbare Energie wenn die Sonne nicht scheint und auch kein Wind weht? Der erzeugte Strom muss also gespeichert werden, hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Die Energiewende braucht Stromspeicher

Akkumulatoren

Akkus eignen sich nur für kleinere Strommengen und sind zudem recht teuer. Wenn es aber eines Tages viele Elektroautos gibt, wäre es eine Möglichkeit die Batterien der Autos als Stromspeicher zu verwenden. Das heißt, die Elektroautos werden nicht nur vom Stromnetz geladen, sondern speisen den Strom auch wieder ins Netz ein wenn das Fahrzeug nicht benötigt wird und gleichzeitig im Netz Strombedarf herrscht.

Pumpspeicherkraftwerk

Pumpspeicherkraftwerk

Ein Pumpspeicherkraftwerk besteht aus zwei Wasserspeichern auf unterschiedlicher Höhe, einem oder mehreren Rohren die die Wasserspeicher miteinander verbinden. In diese Rohre ist eine Turbine mit Generator und Pumpe eingebaut. Zur Stromerzeugung fließt das Wasser vom oberen Becken durch das Rohr und treibt die Turbine an, der Generator erzeugt Strom.
Bei einem Stromüberschuss im Stromnetz wird das Wasser aus dem unteren Becken wieder hoch gepumpt, der überschüssige Strom wird verbraucht und in Form von potentieller Energie im oberen Becken gespeichert.

Je größer der Höhenunterschied der beiden Wasserbecken ist, umso effektiver arbeitet ein Pumpspeicherkraftwerk. Deshalb sind natürlich hohe Berge ideal zum Bau solcher Anlagen, wenn es sich hierbei aber nicht um natürliche Seen handelt, kann leicht eine schöne Erholungslandschaft verschandelt werden.

Es gibt aber auch Alternativen wie zum Beispiel bestehende Schiffshebewerke an Wasserkanälen, hier gibt es sowieso schon Pumpen die Leckwasser nach oben pumpen, es müsste also nur noch eine Turbine für das nach unten fließende Wasser nachgerüstet werden.

Eine weitere Möglichkeit die zur Zeit im Ruhrgebiet erforscht wird, ist die alten Steinkohlebergwerke als Wasserspeicher zu nutzen. Hier wäre ein Höhenunterschied von circa 1200 Metern vorhanden, was natürlich zu einem hohen Wirkungsgrad führen würde.

Ringwallspeicher

Ringwallspeicher Eine geniale Idee hatte Prof. Dr. Matthias Popp, wo kein Berg ist errichten wir einfach einen. Der Ringwallspeicher ist im Prinzip das gleiche wie ein Pumpspeicherkraftwerk, mit dem Unterschied dass dieser auf dem flachen Land gebaut wird. Hierbei wird ein See mit 11 Kilometern Durchmesser ausgegraben und der Aushub zum Aufschütten eines über 200 Meter hohen Ringwalls in der Mitte des Sees verwendet. Dieser Ringwall hat einen Durchmesser von 6 Kilometern, auf ihm befindet sich der obere See. Auf der Süd- und Westseite des Ringwalls können Solarmodule aufgebaut werden und um den See herum Windräder. Das Wasservolumen des Ringwallspeichers würde bei 2 Gigawatt Durchschnittsleistung für 14 Tage ausreichen.

Der Flächenverbrauch wäre zwar sehr groß, aber hierfür bieten sich zum Beispiel die alten Braunkohleabbaugebiete an. Hier wurden Mondlandschaften hinterlassen, die ohnehin renaturiert werden müssen. Es könnte an dieser Stelle ein riesiger See entstehen, der als Naherholungsgebiet genutzt werden kann.

Wasserstoff

Elektrischer Strom kann aber auch durch die Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt werden. Den Wasserstoff und Sauerstoff kann man in Tanks speichern und bei Bedarf wieder in Strom umwandeln. Dies kann über die Verbrennung des Wasserstoffes in einer Dampfturbine geschehen, oder mit Hilfe einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle direkt in Strom umgewandelt werden.
Zudem kann der so erzeugte Wasserstoff auch noch für den Betrieb von Wasserstofffahrzeugen verwendet werden und zusätzlich die Abhängigkeit vom Erdöl verringern.

Methan-Gas

Durch einen weiteren Verarbeitungsschritt kann aus dem Wasserstoff Methan-Gas erzeugt werden. Dieses Gas ist gleichwertig mit Erdgas und kann problemlos in das bestehende Gasnetz eingespeist werden. Das hat auch noch den Vorteil, dass das Stromnetz nicht so stark ausgebaut werden muss wie es durch die Energiewende nötig wäre. Das eingespeiste Methan-Gas kann dann bei Bedarf in Gaskraftwerken wieder in Strom umgewandelt werden.

Komprimierte Luft als Energiespeicher

Bei Druckluftspeicher-Kraftwerken wird mit überschüssigem Strom ein Kompressors betrieben, der die Luft stark verdichtet, die komprimierte Luft wird dann in Druckbehältern gespeichert. Bei Energiebedarf wird die unter sehr hohem Druck stehende Luft in einen hydraulischen Motor geleitet, der einen Generator antreibt und wiederum elektrischen Strom erzeugt.

 

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