zukunftswerkstatt 1: präsentation unterwasserspeicher
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Zukunftswerkstatt Ferropolis „Innovative Energieversorgung und – Speicherung bei Großveranstaltungen“ 19. Juni 2012, FerropolisTRANSCRIPT
Unterwasserspeicher als lokale Stromspeicher
Prof. Dr. Eduard Heindl Furtwangen University
Robert Werner
Zukunftswerkstatt Ferropolis, 19. Juni 2012 “Innovative Energieversorgung und –Speicherung bei
Großveranstaltungen”
Die Zutaten für den Unterwasserspeicher
Schotter • Preiswert • Überall verfügbar • Leicht zu transportieren • Stabil • Beständig • Bildet im Haufen gelagert
erhebliche Zwischenräume
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Standortbedingungen für den Unterwasserspeicher
Alle Gewässer (mit geringer Fließgeschwindigkeit) • Mindestens 30m tief • Baggerseen gut geeignet • -> Keine optische
Beeinträchtigung
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Aufbau des Unterwasserspeichers
Pumpe/Turbine
Strom-anschluss Lufteinlass
Luftrohr
Schottersack
Wasserrohr
Seegrund
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Arbeitsweise des Unterwasserspeichers
• Der Schottersack wird mit Wasser gefüllt und kontrolliert versenkt. Danach wird er mit Schotter gefüllt. Es herrscht innen und außen gleicher Druck.
• Bei Stromüberschuss wird mit der Pumpe Wasser aus dem Schottersack entzogen. Luft strömt über das Luftrohr in die Zwischenräume des Schotters.
• Bei Strommangel lässt man die Luft
mit Hilfe des enormen Wasserdrucks entweichen. Wasser fließt nach und wird über eine Turbine geleitet, die einen Generator antreibt, der Strom produziert.
• Wirkungsgrad ca. 85 %
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Speicherkapazität
Länge [m] 20 40 80 160 Breite [m] 10 20 40 80 Höhe [m] 4 8 16 32
Tiefe des Sees [m] Speicherkapazität im kWh 15 14 96 - - 30 31 227 1.535 - 45 47 358 2.581 16.184 60 63 488 3.628 24.556 75 80 619 4.674 32.927 90 96 750 5.720 41.298
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Kostenbereich
Länge [m] 20 40 80 160 Breite [m] 10 20 40 80 Höhe [m] 4 8 16 32
Tiefe des Sees [m]
Kosten in € pro kWh Speicherkapazität 5€/m³ Schotter, 20€/m² Plane
15 1.186 867 - - 30 550 367 300 - 45 358 233 179 177 60 266 170 127 117 75 211 134 99 87 90 175 111 81 69
Preise ohne Turbinen und Pumpen
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Vor- und Nachteile
Vorteile Speicher ist im Landschaftsbild
unsichtbar Vorhandene Baggerseen erfüllen
nützliche Speicheraufgabe Geringe Beeinträchtigung der
Ökologie Bei tieferen Gewässern günstiger Keine massiven
Betonkonstruktionen erforderlich Skaliert gut Völlig sicher
Nachteile • Unterwasserarbeiten erforderlich • Pumpe und Turbine liegen unter
Wasser -> Unterwasserbetrieb • Speicherkapazität durch Seetiefe
begrenzt
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Herausforderungen und Forschungsbedarf
Pumpen und Elektronik unter Wasser müssen wartungsarm konstruiert und montiert werden.
Für den Schottersack kann normale “LKW-Plane” oder ähnliches Material verwendet werden. Die Belastbarkeit der luftdichten Nähte und das Nähen an sich sind näher zu untersuchen und zu testen.
In einem nächsten Schritt sollte ein Pilotprojekt im kleinem Maßstab unter realistischen Betriebsbedingungen gebaut werden. Begleitend dazu bedürfte es eines Forschungsvorhabens.
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Kontakt
Furtwangen University Prof. Dr. Eduard Heindl Robert Gerwig Platz 1
78120 Furtwangen Germany
+49 177 2183578 [email protected] www.eduard-heindl.de
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