Günstige Natur-Batterie: Steinhaufen speichert überschüssigen Windstrom

Günstige Natur-Batterie: Steinhaufen speichert überschüssigen Windstrom

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Erst werden die Steine durch Luft erhitzt, später geben sie die Energie wieder an die Luft ab. (Zum Vergrößern klicken. Bild: Siemens)

von Wolfgang Kempkens

Ein Stein-Speicher mit einer Kapazität von 36 Megawattstunden soll Anfang 2017 in Hamburg gebaut werden. Das ungewöhnliche Material hat einige Vorteile.

Wind- und Solarenergie auch dann nutzen, wenn Flaute herrscht und die Nacht hereinbricht, ist das Ziel von Wissenschaftlern und Ingenieuren weltweit. Wie es geht, ist natürlich klar. Man muss den Strom in Zeiten des Überflusses speichern, um ihn bei Energiemangel nutzen zu können.

Der Haken ist nur: Die Speicher sind teuer, egal ob Batterien, Wasserstoff oder Flüssigsalztanks. Letztere haben zudem den Nachteil, dass sie unbrauchbar werden, wenn die Temperatur der Salzschmelze so stark absinkt, dass sie erstarrt.

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Siemens entwickelt derzeit gemeinsam mit Forschern der Technischen Universität Hamburg Harburg (TUHH) und dem städtischen Energieversorger Hamburg Energie einen Speicher, der konkurrenzlos günstig sein soll. Als Speichermedium dient weder anfälliges Salz noch teure Mineralien, sondern ein Haufen Steine, der sich in einem gut isolierten Behälter befindet.

Steine werden mittels Windstrom erhitzt

Gedacht ist er für Windstrom. Wenn zu viel produziert wird, nutzen ihn die Entwickler, um Luft auf mehr als 600 Grad Celsius zu erhitzen. Sie strömt durch die Steinschüttung und erhitzt sie. Mäandernde Rohre, wie sie in Salzspeichern nötig sind, um die Wärme ein- und auszuspeisen, sind überflüssig. Die Luft sucht sich ihren Weg einfach zwischen den Steinen.

Bei Strommangel geht es anders herum: Luft wird eingeblasen und erhitzt sich beim Kontakt mit den Steinen. In einem Wärmetauscher gibt sie ihre Energie ab. Es entsteht Dampf, der die gleiche Temperatur und den gleichen Druck hat wie der in Kohlekraftwerken. Deshalb kann er in einem serienmäßigen Turbogenerator Strom erzeugen. Um die Energie aus Salzspeichern zu nutzen, die erheblich niedrigere Temperaturen aufweisen, sind Spezialturbinen nötig.

Derzeit betreibt Siemens gemeinsam mit seinen Partnern in Hamburg-Bergedorf einen solchen Speicher. Es fehlt allerdings der zweite Teil: Der Wärmetauscher mit Turbogenerator, der Strom erzeugt. Zunächst geht es nur darum, zu testen, wie sich der Speicher verhält, wenn er mit Energie be- und entladen wird.

Kompletter Speicher entsteht im Frühjahr 2017

Dabei soll es nicht bleiben. Im Frühjahr 2017 baut Siemens einen kompletten Speicher mit einer Kapazität von 36 Megawattstunden. Zum Vergleich: Batterie-Großspeicher haben Kapazitäten von allenfalls der Hälfte. Standort ist das Gelände der Aluminiumhütte Trimet in Hamburg-Altenwerder südlich der Elbe an der Autobahn A7. 

Als Speicher dient ein Behälter mit einem Volumen von 2000 Kubikmeter, der voller Steine ist. Ein kompakter Turbogenerator kann mit der gespeicherten Wärmeenergie 24 Stunden lang mit einer Leistung von 1,5 Megawatt betrieben werden. Normalerweise wird die Anlage nur Strom erzeugen, wenn es daran mangelt, also vielleicht wenige Stunden pro Tag.

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