Betonkugeln speichern Offshore-Strom

Modellversuch am Bodensee: Eine Betonkugel wird 100 Meter tief versenkt.Modellversuch am Bodensee: Eine Betonkugel wird 100 Meter tief versenkt.

Energiespeicher auf dem Meeresboden

Die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien unterliegt Schwankungen. Wird durch Sonne oder Wind zu viel Strom erzeugt, stellt sich die Frage: Wohin damit? Forscher arbeiten an zahlreichen Projekten zur Speicherung von überschüssigem Öko-Strom. Dabei testen sie unterschiedlichste Speichermöglichkeiten. Von Batterien über Wasserstoffspeicher bis hin zu Erdgasleitungen.

Für Offshore-Windanlagen entwickelten zwei Physik-Professoren eine Idee, welche in naher Zukunft zum Einsatz kommen könnte: ein Meeres-Pumpspeichersystem in Form von Betonkugeln.

So funktioniert die Offshore-Energiespeicherung

Die Betonkugeln auf dem Meeresboden arbeiten nach dem Prinzip eines Pumpspeicherkraftwerks. Einfach erklärt, funktioniert diese Art Kraftwerk so: Wird Strom benötigt, so fließt Wasser von einem Oberbecken in ein sehr viel tiefer gelegenes Unterbecken. Dabei fließt es an Turbinen vorbei und treibt diese an. Die Turbinen wiederum treiben einen Generator an, der Strom erzeugt. Der Strom kann genutzt werden.

Herrscht ein Überschuss an Strom, so wird dieser genutzt, um das Wasser aus dem Unterbecken wieder in das Oberbecken zu pumpen. Dann beginnt der Kreislauf von vorne.

Bei den Betonkugeln ist das ähnlich: Das Wasser strömt an Turbinen vorbei in die leeren Kugeln. Die Turbinen treiben Generatoren an, die daraufhin Strom erzeugen. Dieser kann dann genutzt werden.

Offshore-Energiespeicherung: Funktionsprinzip des Kugelspeichers

Funktionsprinzip des Kugelspeichers

Gewinnen nun Windräder auf hoher See so viel Strom, dass ein Überschuss entsteht, kann dieser direkt genutzt werden: Er treibt Pumpen in den Betonkugeln an. Diese pumpen das Wasser aus den Kugelspeichern. Danach kann wieder Wasser in die Kugeln strömen und der Vorgang beginnt von vorne.

Projekt Stored Energy in the Sea (StEnSea)

Die Erfindung der Professoren begeisterte neue Partner und wird inzwischen als Projekt „Stored Energy in the Sea“ in der Erprobungsphase vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Vor Kurzem wurde dafür eine Speicherkugel im Maßstab eins zu zehn im Bodensee versenkt. Sie hat einen Durchmesser von drei Metern und soll im Modellversuch zeigen, wie gut die Idee in der Praxis funktioniert.

Die Ergebnisse des Tests dienen auch dazu, einen geeigneten Standort für ein Demonstrationsobjekt in Europa zu suchen. Dann werden die Kugeln einen Durchmesser von 30 Metern haben und circa 600 bis 800 Meter tief ins Meer abgelassen.

Meeres-Pumpspeicherkraftwerk: Zwischenspeicherung von Offshore-Strom mit Kugelspeichern

Meeres-Pumpspeicherkraftwerk: Zwischenspeicherung von Offshore-Strom mit Kugelspeichern

Der eLIFE-Ausblick: Dieses Speichersystem für Offshore-Strom hat an küstennahen Standorten großes Potenzial. Vor allem Küstenregionen mit hoher Bevölkerungsdichte könnten davon profitieren, zum Beispiel in Norwegen, Spanien, in den USA und in Japan.