Strom speichern, quo vadis

Lesedauer 2 Minuten

Für die Energiewende brauchen wir Strom aus erneuerbaren Energien. Doch Windräder und Solaranlagen produzieren manchmal mehr Strom, als gerade benötigt wird. Wenn aber der Wind ausbleibt oder sich die Sonne versteckt, stehen wir ohne Energie da. Unser Stromnetz ist nicht in der Lage, überschüssige Energie aufzunehmen oder vorübergehende Engpässe auszuhalten. Gefragt sind also Geräte, die Strom speichern und bei Bedarf einspeisen. Und das möglichst ohne Energieverlust.

Pumpspeicher in Seen

Solche Geräte gibt es bereits. Bewährt haben sich Pumpspeicher, auch Wasserbatterien genannt. Wenn überschüssige Energie vorhanden ist, nutzen die Anlagen sie, um Wasser in einen hochgelegenen Speicher zu pumpen. Bei Bedarf fließt das Wasser später ab und treibt dadurch Turbinen an, die wiederum Strom erzeugen. Der Haken an der Sache: Die Zahl der Speicherseen ist begrenzt, und man kann nicht beliebig neue anlegen, um genügend solcher Anlagen zu betreiben. Zwei Forscher des Fraunhofer Institut für Windenergie und Windsystemtechnik (IWES) in Kassel möchten deshalb nun auf den Meeresboden ausweichen und dort Betonkugeln mit integrierten Turbinen aufstellen.

Grafische Darstellung: Funktionsweise des Kugelspeichers Stensea
Das Prinzip des Stensea-Kugelspeichers (© Fraunhofer IEE)
Ausweichgebiet Meer

Im Stensea-Projekt (Storage of Energy in Sea) werden hohle Betonkugeln von drei Metern Durchmesser im Meer versenkt, die ähnlich wie Pumpspeicherkraftwerke funktionieren. Der Hohlraum der Kugel fungiert als Wasserreservoir. Produziert ein Windkraftwerk in der Nähe mehr Strom als ins Netz eingespeist werden kann, wird dieser an eine elektrisch betriebene Pumpe weitergeleitet, die das Wasser aus der Kugel – also dem Wasserreservoir – herauspumpt. Soll die gespeicherte Energie abgerufen werden, wird ein Ventil geöffnet, Wasser strömt wieder in die Kugel und treibt dabei eine Turbine an, die Strom erzeugt und diesen wieder ins Netz einspeist.

Vier Jahre Forschung stecken in dem Projekt, ein Test im Bodensee war bereits erfolgreich. Eine Kugel könnte sechs bis sieben Haushalte ein Jahr lang mit Strom versorgen. Der zum Leerpumpen der Kugel aufgewendete Strom ließ sich im Test zu 90 Prozent wiedergewinnen, was eine sehr gute Energiebilanz bedeutet.

Die hessenschau berichtet über die stromspeichernde Betonkugel:

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Nachhaltige Batterien aus Papier und Krebsschalen

Batterien dienen ebenso als Energiespeicher. Sie enthalten oft aber ätzende oder leicht entzündliche Stoffe wie Blei-Säure oder Lithium-Ionen, deren Abbau sehr lange dauert. Deshalb kommen bei der Batterie-Herstellung inzwischen auch andere Materialien zum Einsatz.

Am schweizerischen Institut Empa Material Science and Technology haben Wissenschaftler eine Mini-Einwegbatterie entwickelt, die aus Papier und einer elektrochemischen Zelle besteht. Das Papier ist mit Tinten bedruckt, die biologisch abbaubare Mineralien enthalten und durch Salz getrennt sind. Man muss nur eine kleine Menge Wasser auf das Papier geben, dann löst sich das Salz auf. Die Batterie wir dadurch aktiv und kann zum Beispiel einen Wecker mit LCD-Anzeige betreiben.

Forscher aus den USA arbeiten darüber hinaus an Akkus, die Chitin als Energiequelle nutzen. Diese Substanz ist unter anderem in der Schale von Krabben zu finden und im Gegensatz zu ansonsten in Akkus verwendeten Chemikalien biologisch abbaubar. Der Prototyp ist leistungsfähig, Tests in größerem Maßstab stehen aber noch aus.

(Text: Janna Degener-Storr)

Mehr Input:

  • Podcast des Bayerischen Rundfunk zur Forschung um neue Energiespeicher
    br.de
  • Studie: Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem
    Fraunhofer.de
  • Projektseiten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz zum Thema Stromspeicher
    energiesystem-forschung.de
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