Windkraft-Akkus auf dem Meeresgrund
Mit einem neuartigen Pumpspeicherkonzept wollen deutsche Forscher Windenergie offshore speichern und bei Bedarf wieder freigeben.
Manche nennen es einfach „Meeres-Ei“. Offiziell hört das Projekt auf den Namen StEnSea: Storing Energy at Sea. Dahinter verbirgt sich eine Hohlkugel aus Beton, die überschüssige Windenergie am Meeresboden speichern und bei Bedarf wieder freigaben soll. Was die in Kassel ansässigen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik ausgetüftelt haben, soll das Grundproblem von Offshore-Windenergie als verlässlichem Energielieferanten lösen: Der Wind bläst nicht konstant, mal stürmt es, mal herrscht Flaute. Bei Sturm müssen die Rotorblätter der Windparks oft stillstehen, damit die Leitungen des Stromnetzes nicht überlastet werden. Außerdem schwankt der Stromverbrauch der Menschen stark zwischen Tag und Nacht. Pumpspeicherkraftwerke, die solche Überschüsse aufnehmen können, brauchen viel Fläche und einen ausreichenden Höhenunterschied. Deshalb gibt es sie vor allem im Süden des Landes, in den Alpen und Mittelgebirgen – große Offshore-Windparks aber stehen im Norden.
Das Prinzip der Pumpspeicherkraftwerke vom Land aufs Meer übertragen
Zehn Ingenieure unter der Leitung von Diplom-Physiker Jochen Bard arbeiten in Kassel daran, den auf dem Meer oder in Küstennähe gewonnenen Strom mit Hilfe von gigantischen Hohlkugeln aus Beton speichern zu können. Sie haben einen Durchmesser von 30 Metern und etwa drei Meter dicke Wände. Verankert werden sollen sie in rund 700 Metern Tiefe auf dem Meeresboden. Ähnlich wie bei Pumpspeicherkraftwerken an Land wird die Strömungskraft von Wasser genutzt: Statt riesiger Becken mit Höhenunterschied soll die Hohlkugel am Meeresboden als Wasserspeicher dienen. Industriepartner ist das Unternehmen Hochtief.
Wird elektrischer Strom benötigt, wird die Kugel geflutet. Das einströmende Wasser treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt, und diesen ins Netz speist. Bei einem Überschuss im Stromnetz wird das Wasser aus der Hohlkugel gepumpt und die Energie auf diese Weise gespeichert, bis sie beim nächsten Füllen wieder freigegeben wird. 200 solcher Kugeln treiben im Modell eine Turbine an. Die einzelnen Kugeln erreichen eine Leistung von je 20 Megawatt, ein Park aus 200 auf dem Meeresgrund würde eine Ausgleichsleistung von insgesamt vier Gigawatt innerhalb weniger Stunden bereitstellen.
Gefördert wird das Projekt vom Bundesforschungsministerium noch bis zum Frühjahr 2017. Ein vierwöchiger Miniatur-Modellversuch mit nur drei Meter großen Kugeln soll im Herbst 2016 im Bodensee starten. Wann und ob die ersten Kugeln im Meer versenkt werden können, hänge stark davon ab, wie schnell der Ausbau erneuerbarer Energien auch in anderen Ländern vorangehe, sagt Bard: „Das Projekt hat eher die Bedeutung einer Exporttechnologie, denn in der Nordsee haben wir nicht die nötige Wassertiefe.“ Die ist im Durchschnitt nur 90 Meter tief – nur in einer schmalen Rinne vor Norwegen sind es 725 Meter. Das wäre eine optimale Stelle für die Meeres-Eier.
