Erfolgreich getestet: Diese Unterwasser-Betonkugel ist ein riesiger Akku

Stefan Bubeck

Das Fraunhofer Institut hat vier Wochen lang ein neuartiges Meeres-Pump-Speicher-System im Bodensee getestet. Wie funktioniert es und wozu brauchen wir das?

Erfolgreich getestet: Diese Unterwasser-Betonkugel ist ein riesiger Akku

Eine der großen Fragen bei der umweltfreundlichen, aber auch wetterabhängigen Stromerzeugungstechnik Offshore-Windkraft lautet: Wie können wir die gewonnene Energie zwischenspeichern? Ein Ansatz wäre die Verwendung von Powerpacks, wie es Tesla auf der Insel Tau vormacht. Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) geht mit dem Projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea) einen anderen Weg. Dieser führt in die Tiefen des Bodensees und soll eines Tages zu gigantischen Unterwasser-Energiespeichern führen, die nach dem Pumpspeicherkonzept funktionieren.

Geplant sind 20 MWh pro Kugel

Anfang November 2016 wurde 200 Meter vor dem Bodenseeufer in Überlingen ein Modell im Maßstab 1:10 (Durchmesser rund 3 Meter) in 100 Meter Tiefe herabgelassen und für vier Wochen getestet. Letzte Woche wurde die Betonkugel nun wieder an die Oberfläche gezogen. Es laufen bereits Auswertungen der Daten, die für zukünftige Modelle berücksichtigt werden sollen. Das Ziel sind Pumpspeicher mit 30 Meter Durchmesser, die in Wassertiefen von 600 – 800 Metern im Meer rund 20 Megawattstunden (MWh) Stromenergie pro Kugel zwischenspeichern sollen.

So funktioniert StEnSea: Es handelt sich um einen Hohlkörper, an dessen Oberseite sich eine Öffnung mit Pumpturbineneinheit befindet. Wird ein Ventil geöffnet, so kann Wasser einströmen und treibt dabei die Turbine an: Die Kugel erzeugt Strom, bis sie „vollgelaufen“ ist (= Entladen). Strom aus Solar- oder Windkraft wird gespeichert, indem eine Pumpe Wasser gegen den Druck der Wassersäule aus der Kugel herauspumpt (= Aufladen).

Eines Tages könnten in küstennahen Ballungsgebieten (Norwegen, Japan, Spanien, USA und andere) große Meeres-Pumpspeicherkraftwerk installiert werden: „Mit heutiger standardisierter und verfügbarer Technik sehen wir bei der Speicherkapazität von 20 MWh pro Kugel eine weltweite elektrische Gesamtspeicherkapazität von 893.000 MWh. Damit ließen sich kostengünstig wichtige Ausgleichsbeiträge für die schwankende Erzeugung aus Wind und Sonne leisten“, erläutert IWES-Bereichsleiter Jochen Bard.

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Pumpspeicher StEnSea: Kein Aprilscherz

Die beiden Erfinder des „Unterwasser-Akkus“, Prof. Schmidt-Böcking und Dr. Gerhard Luther berichten, wie es aus einer Idee ein handfestes Projekt wurde: „Die schnelle Umsetzung dieser Idee in die Praxis ist eigentlich einem Bericht in der FAZ zu verdanken. Technik-Redakteur Georg Küffner stellte diese Speicheridee in einem Artikel der Öffentlichkeit vor – und zwar zufällig am 1. April 2011. Viele Leser nahmen das sicherlich zunächst als Aprilscherz auf. Fachleute der Hochtief Solutions AG in Frankfurt erkannten allerdings sofort die in dieser Idee verborgenen Möglichkeiten. Innerhalb weniger Wochen konnte mit dem Betonbauspezialisten Hoch-Tief und den Meeresenergie- und Speicherspezialisten des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Kassel ein Konsortium für eine erste Machbarkeitsstudie gebildet werden.“

Bildergalerie Pumpspeicher „StEnSea“

Die Devise der Umweltfreundlichkeit berücksichtigt auch die Tierwelt, wie auf der offiziellen Projektseite versichert wird: „Wir haben eine Pumpturbine ausgewählt, die auch zur Förderung von Trinkwasser eingesetzt wird. Das Einsaugen von Tieren wurde durch eine geringe Strömungsgeschwindigkeit am Wassereintritt und durch ein entsprechend sehr feinmaschiges Gitter verhindert.“

Das Forschungsprojekt StEnSea wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Quelle: Fraunhofer IWES

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