Strom aus Wind und Sonne sicher im Speicher

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Vielversprechend sind beispielsweise Druckluftspeicher. Im Gegensatz zu Pumpspeicherkraftwerken brauchen sie kein Fließgefälle und haben deshalb auch im flachen Norden ein großes Potenzial – dort, wo künftig der Großteil des Windstroms erzeugt werden soll. Bei diesen Kraftwerken wird überschüssiger Strom genutzt, um Luft zu komprimieren und in unterirdischen Kavernen zu speichern. Bei Bedarf wird die Luft wieder dekomprimiert, um eine Turbine anzutreiben.

Der Wirkungsgrad dieser Technik war bislang allerdings unbefriedigend, insbesondere, weil bei der Beladung des Speichers am Kompressor viel Abwärme entsteht. Bei der Entladung ist außerdem eine Erdgasfeuerung nötig, die die Druckluft für die Turbine ausreichend aufheizt.

Adiabatische Energiespeicher mit bis zu 70% Wirkungsgrad

„Durch adiabate Speichertechnik ließe sich der Wirkungsgrad bis auf 70% steigern und die Wärmebilanz deutlich verbessern“, sagt Zunft. Die Grundidee dabei ist es, den unterirdischen Druckspeicher mit einem Wärmespeicher zu koppeln. Im Wärmespeicher können beispielsweise Formsteine aus Oxidkeramik hohe Mengen an thermischer Energie aufnehmen, die dann bei der Entladung die Druckluft aus der Kaverne auf Turbinentemperatur bringt.

RWE, General Electric, das Bauunternehmen Ed. Züblin und das DLR arbeiten gemeinsam an der Entwicklung des ersten adiabatischen Druckluftspeichers. RWE will 2013 eine Demonstrationsanlage mit einer Speicherkapazität von 1000 MWh und einer elektrischen Leistung von bis zu 200 MW in Staßfurt in Sachsen-Anhalt bauen – in einer Region mit aktivem Salzbergbau, also ausreichend Kavernen, und vielen Windparks.

Kompressor für adiabatischen Druckluftspeicher braucht Hochtemperaturwerkstoffe

An Kompressor, Turbine und Keramik werden allerdings zum Teil von Industriestandards stark abweichende Anforderungen gestellt. Die Turbine muss in einem breiten Betriebsbereich mit hohen Temperatur- und Druckwechseln jeweils Höchstleistung erbringen.

Der adiabatisch arbeitende Kompressor heizt die Luft ohne Zwischenkühlung auf und benötigt daher Hochtemperaturwerkstoffe. Alle Materialien müssen über mindestens 25 Jahre einen Betrieb mit Tageszyklen und häufigem Ab- und Anfahren gewährleisten.

Solarthermie-Kraftwerke arbeiten bereits mit Energiespeichern

Effiziente Energiespeicher sind auch ein Schlüsselfaktor für den Erfolg solarthermischer Kraftwerke. Denn nur dann können die Anlagen auch nachts oder bei wolkigem Himmel Strom erzeugen. In Andalusien gehen in diesem Herbst zwei kommerzielle Solarkraftwerke in Betrieb, die über Speicher mit bis zu 30.000 t Flüssigsalz verfügen.

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