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Was ist überhaupt ein Druckluftspeicher?

Druckluft zur Energiespeicherung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Gerade in Zeiten der beabsichtigten Energiewende muss die Industrie neue Wege gehen. Der Druckluftspeicher ist ein Energiespeicher in einem großen Format und es gibt zurzeit zwei Einsatzmöglichkeiten.

Bei der ersten Methode kann ein Druckluftspeicher direkt an das Stromnetz angeschlossen werden. Das erfolgt durch den Netzregler und dieser entzieht dem Netz in Überhangzeiten Strom. Wird dann der Strom benötigt, dann wird dieser mit geringen Verlusten wieder dem Netz zuzuführen. So kann ein Druckluftspeicher im Bedarfsfall schnell Strom liefern. Allerdings mit der Einschränkung, dass dies nur eine gewisse Zeitspanne erfolgen kann. Nur solange wie der maximale Luftdruck vorhält. Der Strom aus Druckluftspeichern ist somit spitzenlastfähig.

Eine weitere Möglichkeit ist der Druckluftspeicher als Teil eines Windparks einzusetzen. Die Druckluftspeicher eignen sich sehr gut dazu, das wechselnde Stromangebot von Windkraftanlagen regelbar zu machen. Das erfolgt aber auch nur über einen kurzen Zeitraum. Bei starken Winden wird oft mehr Strom erzeugt als benötigt wird. Dieser Strom fließt dann automatisch in einem Druckluftspeicher. Ist dann Windflaute, so geht dann die gespeicherte Energie als Strom zurück in das Netz.

Diese Alternativen existiert noch nicht es gilt aber eine gute Möglichkeit mit viel Potenzial. Im Augenblick existieren nur zwei Druckluftspeicher weltweit. Eines davon gibt es in Deutschland. Es kann eine Leistung von 290 MW für zwei Stunden bereithalten. Danach wird die Leistung wegen des sinkenden Luftdrucks geringer. Ein weiterer großer Luftdruckspeicher gibt es in der USA. Dieser arbeitet mit einer sehr hohen Leistung von über 2000 MW. Weitere Druckluftspeicher sind in den USA im Bau oder in Planung.

In Deutschland ist die Windenergie ein wichtiger Energieträger. Mit dem Ausbau dieser Windenergie gewinnen die Druckspeicherkraftwerke an Bedeutung. So investieren Unternehmen in diese Technik und im Blickpunkt steht das Druckluftspeichersystem. Dabei soll der Wirkungsgrad bis auf 70 % erhöht werden. Aber diese Anforderung an dieses System stellt an alle hohe Ansprüche. So werden weitergehende Entwicklungsprogramme erarbeitet und alle sind sich einig, diese Energiegewinnung gehört die Zukunft.

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Druckluft als Energiespeicher

    Energiespeicher bekommen immer mehr eine größere Bedeutung. An dieser Stelle wird Energie für die späte Nutzung gespeichert. Viele Energiespeicherungen sind nicht möglich. Der Grund sich technische Probleme oder auch eine geringe Kapazität. Auch Stillstandsverluste können auftreten. Deshalb erfolgt die Speicherung in einer anderen Energieform und dabei wird diese umgewandelt. Im Bedarfsfalle wird dann die Energie zurück gewandelt.

Druckluft als Energiespeicher ist keine Erfindung der heutigen Zeit. Diese Form der Speicherung wurde schon von den Menschen immer genutzt. Die Anfänge reichen in die Mitte des 3. Jahrtausends vor Christus. In dieser Zeit wurde der erste mechanische Kompressor entwickelt. Das war der handbetriebene Blasebalg. Einige Jahre später, etwa um 1500 vor Christus wurde der fußbetriebene und deutlich leistungsfähigere Blasebalg entwickelt.

Mit Beginn der 1900er Jahre nutzten deutsche und österreichische Unternehmen Druckluft als Energiespeicher. So wurden universell einsetzbare Druckluftwerkzeuge betrieben. In den Bereichen wo Funkenbildung zur Explosion führen kann wurde es bevorzugt eingesetzt. Die Druckluftspeicherung ist eines der sichersten und kostengünstige Art der Energiepufferung.

Die absolute Dichte stellt bei Speichern, welche Druckluft aufnehmen, die wichtigste Bedingung dar. Im Jahr 1978 wurde das erste Druckluftspeicherkraftwerk in Betrieb genommen. Es war das erste der Welt. Der Vorgänger des heutigen E.ON Kraftwerke AG errichtete es in einem kleinen Ort
im niedersächsischen Landkreis Wesermarsch. Die Firma NWK AG errichtete ein Kraftwerk mit einer Leistung von 290 Megawatt. Die Baukosten beliefen sich damals auf rund 92 Mio. Deutsche Mark. An dieser Stelle wird der kostengünstige Nachstrom genutzt, um mit einem 60-MW-Elektromotor einen Kompressor anzutreiben. Dabei wird Luft in zwei Salzstöcken zusammengepresst. Ein Salzstock umfasst ein Volumen von etwa 150.000 m³ und liegt in einer Tiefe von etwa 700 Metern. Läuft das Kraftwerk auf Spitzenlast, dann wird die gepresste Luft der Energieverbrennung zugeführt. Ist die Anlage im Turbinenbetrieb, so kann eine Leistung von 290 MV erzeugt werden. Diese Erzeugung erfolgt innerhalb zwei Stunden. Der innerhalb dieser Zeit von 70 auf 45 bar abgesunkene Druck in den Salzkammern, kann innerhalb von acht Stunden wieder aufgebaut werden. Das Druckluftspeicherkraftwerk besitzt einen Wirkungsgrad von 42 %.

Zum heutigen Zeitpunkt existiert ein zweites Druckluftkraftwerk. Seit 1991 betreibt die Alabama Electric Corporation in McIntosh, Alabama (USA) ein 110-MW-Kraftwerk. Das Kraftwerk mit einer Salzkaverne von 538.000 Kubikmetern Fassungsvermögen erreicht einen Wirkungsgrad von 54 Prozent.

Jedoch die Entwicklung der Druckluftspeicherung zur Energiegewinnung geht weiter und ist nicht abgeschlossen. Jedes Jahr werden neue Patente angemeldet. Druckluftspeicher werden in der Öffentlichkeit akzeptiert. Sie besitzen kein gesundheitliches Risiko und greifen auch nicht in die Natur ein. Das ist eine ökologische Art der Energiegewinnung für die Zukunft.