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Teil 3 – Energiespeicherung in Seen und Gewässern / mini-CAES von LightSail

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CleanTech & Energiespeicher News. In diesem dritten Teil der Reihe „neue Technologien für dezentrale Stromspeicher“ werden einige Ideen beleuchtet, die sich rund um die Energiespeicherung in Wasser drehen – speziell in Seen, Teichen und anderen Gewässern. Natürlich finden diese besondere Beachtung in Verbindung mit Offshore-Projekten, man könnte so unter Umständen die teuren HGÜ-Leitungen zum Festland über die Zwischenspeicherung der produzierten Strom-Energie besser ausnutzen.

Das kann durchaus interessant sein. Interessanterweise hat Apple – als Smartphone-Hersteller bisher kaum in der Energieszene aktiv – vor Kurzem ein Patent für eine Windkraftanlage mit integriertem Energiespeicher angemeldet (der jedoch thermisch funktioniert).

In dieser Woche veröffentlicht CleanThinking.de täglich einen Beitrag zum Thema Energiespeicher. Den Anfang machten dezentrale Speicher-Technologien auf Basis der Schwerkraft (hier nachlesen). Gestern ging es um neue Batterie-Technologien fernab der Lithium-Ionen-Varianten (hier nachlesen). Der Autor der Serie “Neue Technologien für dezentrale Stromspeicher” ist Christian Wiesner, Vertriebsleiter der ROTOKINETIK UG, aus Hamburg. Im heutigen dritten Teil beschäftigt er sich mit der Speicherung von Energie in Seen und Gewässern

Buyoant Energy, Österreich

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Zum Vergrößern bitte auf die Abbildung klicken!
Quelle: Buoyant Energy.

Hinter Buyoyant Energy steht die Universität Innsbruck, speziell Prof. Dr. Markus Aufleger und Dipl.Ing. Robert Klar, mit dem Arbeitsbereich Wasserbau des Instituts für Infrastruktur. In Ihrem Konzept werden verschiedene schwimmende Tanks über entsprechende Pumpen beladen oder entladen. Ähnlich wie bei einem Pumpspeicherwerk lässt sich so Energie speichern, und bei Bedarf wieder entnehmen.

Denkbar sind beispielsweise große schwimmende Plattformen für die Offshore-Windräder, anstatt diese teuer im Meeresboden zu verankern. In diese Plattformen ließe sich ein Energiespeicher integrieren. Das Bild zeigt das generelle Prinzip: In weiteren Varianten lassen sich die Behälter sogar unter Druck setzen. Dadurch werden die Einheiten dann zu einer Art schwimmendem CAES (Compressed Air Energy Storage).

HydroStor, Kanada

Hydrostor
Quelle: HydroStore.

Das Konzept der Kanadier von HydroStor aus Toronto basiert auf großen Ballons, die unter Wasser verankert werden. Idealerweise in einer Tiefe, wo nennenswerter Druck herrscht (Die Unternehmenswebsite spricht von 50 bis 500 Metern und entsprechend 50 bis 500 Bar). Ansonsten scheint die Technik weitestgehend auf dem bekannten Verfahren CAES (Compressed Air Energy Storage) aufzubauen, nur mit dem Unterschied, dass die Drucklauft hier nicht in Salzkavernen gespeichert wird, sondern in den Ballons unter Wasser.

Die Besonderheit dabei ist, dass die Druckluftspeicherung unter dem ständig gleichen Druck stattfindet, was den Wirkungsgrad der Gesamtkette verbessern sollte. Bei einem konventionellen CAES mit Salzkaverne steigt der Druck in der Kaverne langsam an, je länger gepumpt wird. Beim HydroStor-Konzept ist der Druck immer identisch und wird im Wesentlichen durch die Wassertiefe bestimmt. Die Ballons unterliegen daher auch keinem großen Stress, denn der Druck innen ist nur minimal höher als außen. Die Druck-Differenz bleibt minimal.

Hydrostor machen keine Angaben zu den Turbinen und Pumpen, die sie einsetzen möchten. Zudem werden keine Angaben gemacht, ob bei der Nutzung der gespeicherten Energie – was eine Expansion und in der Folge starke Abkühlung der Luft nach sich zieht – ebenfalls mit konventionell Gas-Turbinen zugeheizt werden muss, um das Einfrieren der Turbinen zu verhindern.

HydroSTOR, USA

Es gibt ein zweites Unternehmen mit demselben Namen, nur mit leicht unterschiedlicher Schreibweise. Die Amerikaner haben es sich zur Aufgabe gemacht, einfache, kleine und skalierbare Pumpspeicherwerke unters Volk zu bringen, mit standardisierten Komponenten (Pumpen, Turbinen) in vorgefertigten Containern, die vor Ort nur noch abgestellt werden müssen. Besonders interessant sind die großen Wasserblasen, in denen das Speicherwasser jeweils oben und unten gelagert wird. Dadurch entsteht ein geschlossener Kreislauf. Es geht kein Wasser verloren, was den Einsatz auch in trockenen Gegenden erlaubt. Alles was man benötigt wird, ist ein größerer Hügel mit einer ausreichenden Höhen-Differenz. Schon hat man ein eigenes Pumpspeicherwerk mit einem Wirkungsgrad von circa 70 Prozent.

LightSail Energy Inc., USA

Hier nun ein weiteres Venture zu Energiespeicherung, in das Bill Gates investiert hat: Die Firma LightSail Energy Inc. aus Berkeley, California, mit dem Chief Scientist Danielle Fong aus Halifax.

Was auf den ersten Blick wie ein „normales“ CAES  Druckluftverfahren aussieht – nur mit kleinen Hochdruck-Speichertanks statt großer unterirdischer Kavernen – hat es auf den zweiten Blick dann doch in sich : Ähnlich wie beim Projekt ADELE von RWE soll es sich nämlich um ein adiabatisches CAES handeln, d.h. die bei der Kompression der Luft entstehende Wärme soll zwischengespeichert werden, um den Wirkungsgrad des Prozesses zu erhöhen.

Das wollen die Wissenschaftler von LightSail über Wasser erreichen, dass sie als feine Tropfen in die heiße, komprimierte Luft einblasen, um dann das warme Wasser wieder zu sammeln, abzupumpen und in Speichertanks zu speichern. Als besonderes Feature kann man dies über Wärmetauscher noch mit warmen Industrie-Abwässern verfeinern und so gewissermaßen die Energie dieser Abwässer „anzapfen“. Auf diese Weise können die Einheiten von LightSail auch ohne Gas-Turbinen auskommen. Der starke Temperaturabfall der Luft bei der Dekompression wird über das gespeicherte warme Wasser auf normale Temperaturen aufgeheizt, so können die Turbinen nicht einfrieren.

LightSail versprechen die gefahrlose Montage der Einheiten überall, selbst in Wohngebieten, und stellen Kosten von weniger als  150 Euro pro Kilowattstunde in Aussicht. Bill Gates scheint nicht umsonst einer der reichsten Männer der Erde zu sein, er umgibt sich wohl mit kreativen Köpfen, und scheint zu wissen was er tut …

Morgen wird der vorletzte Teil der Wochenserie veröffentlicht. In diesem schreibt Christian Wiesner über verschiedene internationale Beispiele aus dem Bereich THES (Transformed Heat Energy Storage).

Wer die beiden ersten Teile der Wochenserie verpasst hat, kann sie hier nachvollziehen:

1 Kommentar
  1. name sagt

    Ein bar entspricht 10 m Wassersäule: somit sind 50 bis 500 m nur 5 bis 50 bar

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