| Schwungrad Schwungräder werden i.a. zur Speicherung kinetischer Energie eingesetzt. Bei einem Vier-Takt-Ottomotor wird nur bei einem Takt Arbeit verrichtet. Damit die Maschine aber auch während der anderen drei Takte in Bewegung bleibt, kann ein Schwungrad zur Speicherung der kinetischen Energie eingesetzt werden. Bei Experimenten zur Kernverschmelzung am Institut für Plasmaphysik in Garching bei München wird kurzzeitig eine hohe elektrische Leistung von bis zu 200 MW benötigt. Diese große Leistung kann dem Ortsnetz in Garching nicht entnommen werden, das Netz würde zusammenbrechen. Um trotzdem die erforderliche Leistung bereitstellen zu können betreibt man in Garching elektrische Generatoren, die von großen Schwungrädern betrieben werden. Das größte der vier Schwungräder besitzt eine Masse von 230 t. Der damit betriebene Generator kann für 10 Sekunden lang eine elektrische Leistung von 150 MW bereitstellen. |
 |
|
Pumpspeicherwerk Der Wirkungsgrad für die Speicherung elektrischer Energie im Pumpspeicherwerk ist ca. 75% (d.h. von 100 kWh elektrischer Energie stehen nach dem Hochpumpen und der Umwandlung der kinetischen Energie des am nächsten Tag herabstürzenden Wassers in elektrische Energie im Generator noch 75 kWh zur Verfügung). Wollte man allerdings die nach dem geplanten massiven Ausbau der regenerativen Quellen erforderliche Energiespeicherung nur mit Pumpspeicherwerken lösen, so stünde in den meisten Ländern nicht der hierfür erforderlich Raum zur Verfügung (vgl. Musteraufgabe!).
|
 |
Druckluftspeicher
Pressluftspeicher eignen sich sehr gut zum Speichern von Energie, ähnlich wie bei Pumpspeicherkraftwerken wird in Zeiten von "Stromüberschuss" (z.B. in der Nacht) Energie gespeichert, hier in Form von komprimierter Luft, die in unterirdische Kavernen (z.B. Salzstöcke) gepresst wird, und in Zeiten von "Strommangel" kann man die Energie wieder nutzen, indem man die Turbine mit der komprimierten Luft antreibt.
Schema eines Luftspeicher-Gasturbinen-Kraftwerks
- In Zeiten hohen Bedarfs wird die elektrische Energie der Windanlage direkt in das Netz eingespeist.
- In Zeiten geringen Bedarfs wird mit der elektrischen Energie der Windanlage der Kompressor betrieben, der die angesaugte Luft verdichtet und in die Kavernen pumpt.
- Bei Windstille und hohem Bedarf treibt die Pressluft der Kavernen den Generator an.
Druckluftspeicherwerk (nach Uni Hannover)
Ein Druckluftspeicherkraftwerk ist prinzipiell ein Gasturbinenkraftwerk, das zu Zeiten des Spitzenbedarfs eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zum Pumpspeicherwerk nutzt es die Energie komprimierter Luft.
In Zeiten geringen Bedarfs wird die elektrische Energie (z.B. einer Windkraftanlage) durch den elektrisch betriebenen Kompressor (Leistung 60 MW) mit einem Druck von 50 - 70 bar in Kavernen gepresst. Die Füllung typischer Luftdruckspeicher dauert ca. 8 Stunden.
In Zeiten hohen Bedarfs strömt die komprimierte Luft in die Turbinen des Gasturbinenkraftwerks, wo gleichzeitig Erdgas zugeführt und verbrannt wird. Die Druckluft übernimmt die Funktion des Verdichters im konventionellen Gasturbinenkraftwerk, der etwa zwei Drittel der Energie benötigen würde. Ein typisches Druckluftspeicherkraftwerk gibt über zwei Stunden eine Leistung von ca. 200 MW ab, dann sind die Druckluftspeicher leer.
Ein Druckluftkraftwerk kann sehr schnell gestartet werden (volle Leistung nach ca. 10 Minuten). Im Gegensatz zum Pumpspeicherwerk hat es einen deutlich kleineren "Flächenverbrauch".
| Fazit: Druckluftspeicher stellen in geeigneten Gesteinsformationen einen möglichen Langzeitspeicher für Energie dar. |
Ausführlichere Informationen über Pumpspeicherwerke incl. einer Aufstellung aller Pumpspeicherwerke in der BRD findest du unter http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherkraftwerk