Zukunftswerkstatt 1: Präsentation Unterwasserspeicher

Prof. Dr. Eduard Heindl Furtwangen University

Unterwasserspeicher als lokale Stromspeicher 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

Unterwasserspeicher nach Prof. Heindl 2012

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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 Stromanschluss

Lufteinlass

Luftrohr

Schottersack Pumpe/Turbine

Seegrund

Wasserrohr Unterwasserspeicher nach Prof. Heindl 2012

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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.

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Bei Stromüberschuss wird mit der Pumpe Wasser aus dem Schottersack entzogen. Luft strömt über das Luftrohr in die Zwischenräume des Schotters.

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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 % Unterwasserspeicher nach Prof. Heindl 2012

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Speicherkapazität 20 10 4

Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Tiefe des Sees [m] 15 30 45 60 75 90

14 31 47 63 80 96

40 20 8

80 40 16

160 80 32

Speicherkapazität im kWh 96 227 358 488 619 750

1.535 2.581 3.628 4.674 5.720

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16.184 24.556 32.927 41.298

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Kostenbereich 20 10 4

Länge [m] Breite [m] Höhe [m] Tiefe des Sees [m] 15 30 45 60 75 90

40 20 8

80 40 16

160 80 32

Kosten in € pro kWh Speicherkapazität 5€/m³ Schotter, 20€/m² Plane

1.186 550 358 266 211 175

867 367 233 170 134 111

300 179 127 99 81

177 117 87 69

Preise ohne Turbinen und Pumpen Unterwasserspeicher nach Prof. Heindl 2012

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Vor- und Nachteile Vorteile

Nachteile

 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

• 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 hed@hs-furtwangen.de www.eduard-heindl.de

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