Die unvermeidliche Entwicklung der Schwungrad-Energiespeicherung
Die Energiewende in Deutschland hängt in erster Linie von der Nutzung erneuerbarer Energien ab. Das Ziel der Bundesregierung: Bis 2045 soll Deutschland treibhausgasneutral werden. Um dies zu erreichen, soll der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch bis 2030 auf 80 Prozent steigen – das entspricht rund 600 Terawattstunden (TWh) grünen Stroms.
Wie funktioniert die Energiespeicherung?
Die Energiespeicherung ereignet sich durch die Erhöhung der Temperatur im Speicher. Bei Temperaturen unter 100 °C und einem Speichervolumen von einigen Hundert Litern bis wenigen Tsd. Litern wird in Ein- und Mehrfamilienhäusern die Wärmeversorgung mit Hilfe von Warm- bzw. Heißwasserspeichern unterstützt.
Warum ist eine Zwischenspeicherung der thermischen Energie sinnvoll?
Aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten sind eine Zwischenspeicherung der thermischen Energie des Verdichtungsprozesses und ein bedarfsgerechtes Abrufen dieser Energie zur Erwärmung sinnvoll.
Was ist ein Energiespeicher?
Energiespeicher ermöglichen die dafür nötige zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch. Somit sind die Speichersysteme in der Lage die Nutzbarkeit und Systemverträglichkeit regenerativer Energien deutlich zu verbessern und langfristig eine vollständige Umstellung auf 100 % Erneuerbare Energien zu gewährleisten.
Wie lässt sich die speicherbare Energiemenge effektiver erreichen?
Die gespeicherte Energie ist proportional zum Massenträgheitsmoment und zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit. Demzufolge lässt sich die speicherbare Energiemenge effektiver durch eine Erhöhung der Drehzahl als durch eine Steigerung der Masse erreichen.
Wie kann man den Wirkungsgrad der Schwungradspeicher verbessern?
Bei Bedarf kann das Kraftwerk für 15 min maximal 20 MW bereitstellen [BeaconPower 2012]. Um den Wirkungsgrad der Schwungradspeicher weiter zu verbessern, konzentrieren sich aktuelle Forschungen auf die Entwicklung neuer Materialien. Hierzu zählen z. B. neue Verbundwerkstoffe und neue Keramiken, die die Lagerverluste reduzieren sollen [Oertel 2008].
Wie hoch ist die Speicherkapazität eines Laufwasserkraftwerkes?
Falls der Betrieb der bestehenden Laufwasserkraftwerke flexibilisiert und eine höhere Aufstauung der Flüsse in Schwachlastzeiten erlaubt werden, könnten auf diese Weise Speicherkapazitäten in einer Höhe von bis zu 827 MWh erreicht werden. Der Einfluss auf den Eingriff der betroffenen Ökosysteme muss jedoch berücksichtigt werden [Mayer 2011].
