Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optimale Kopplung von Wind- und Wasserkraft: Umweltförderpreis an RUB-Bauingenieur

04.12.2006
Strom aus Wind ist im Prinzip eine umweltfreundliche Sache - wenn der Wind nur nicht so wankelmütig wäre. In Zeiten, in denen Windenergieanlagen wenig Strom produzieren, muss der Bedarf bislang in der Regel mit Strom aus herkömmlichen Kraftwerken gedeckt werden. In windigen Phasen wird mitunter zu viel Strom erzeugt, dessen Nutzung problematisch sein kann.

Eine Lösung für dieses Problem hat Dipl.-Ing. Leif-Erik Langhans in seiner Diplomarbeit untersucht. Sein Ergebnis: Die optimale Kopplung von Wind- und Wasserkraftwerken könnte die benötigte Ausgleichsleistung durch konventionelle Kraftwerke um bis zu 90 Prozent senken. Für die Arbeit, die er am Lehrstuhl für Hydrologie, Wasserwirtschaft und Umwelttechnik angefertigt hat (Betreuer: Dr. Markus Pahlow, Prof. Dr. Andreas Schumann) wurde er mit dem Förderpreis "Beiträge des Bauingenieurwesens zur Umwelttechnik" ausgezeichnet.

Viele Vorteile ?

Erneuerbare Energien wie die Windenergie haben viele Vorteile: Sie haben positive Umweltauswirkungen, indem sie z.B. den Ausstoß von Treibhausgasen reduzieren und somit dem durch Menschen verursachten Klimawandel abmildern helfen können, sie schaffen Arbeitsplätze (130.000 Erwerbstätige in der Windindustrie in 2004) und verbessern die Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft mit einem Gesamtumsatz in 2004 von 11,6 Mrd. Euro. Folgerichtig strebt die Bundesrepublik bis 2020 eine Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energien an der Elektrizitätsversorgung auf mindestens 20 Prozent an. Der nächste Schritt für den Ausbau der Windenergienutzung in Deutschland konzentriert sich auf sog. off-shore-Windkraftanlagen auf dem Meer, wo der Wind stärker und gleichmäßiger weht als an Land.

... mehr zu:
»Kraftwerk

? und ein Haken

Der Haken am Strom aus Wind sind die Schwankungen in der Menge des erzeugten Stroms: Der Wind weht nicht verlässlich, weswegen es notwendig ist, alternative Kraftwerksreserven vorzuhalten, die die Stabilität der Stromnetze gewährleisten. Um auch hier den Anteil der erneuerbaren Energien zu erhöhen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen oder der Atomkraft zu verringern, bieten sich Wasserkraftwerke an. "Vor allem Pumpspeicherkraftwerke sind zu diesem Zweck geeignet, da ein Überangebot elektrischer Energie aus Wind dazu genutzt werden kann, Wasser als Energieträgermedium in ein höher liegendes Becken zu pumpen, dort in Form von potentieller Energie zu speichern und bei einem Energiemangel diese Lageenergie dann über Generatoren in Strom zurückzuwandeln, indem das Wasser wieder in ein tiefer liegendes Becken abgelassen wird", erklärt Leif-Erik Langhans das Konzept. Er analysierte in seiner Diplomarbeit die Umsetzbarkeit dieser Kopplung von Wind- und Wasserkraft und ihre Auswirkungen angesichts des liberalisierten Strommarktes.

Modellstudie

Kernstück der Arbeit war eine Modellstudie, für die Langhans bereits entwickelte Ansätze einer Kopplung von Wind und Wasserkraft aus Griechenland, Portugal und Mexiko auf den deutschen Strommarkt am Beispiel des neu errichteten Pumpspeicherkraftwerks in Goldisthal (Thüringen; verfügbare Generatorleistung 1060 MW) und unter Einbeziehung stündlicher Windenergiedaten übertrug. Es galt, den ökonomischen Nutzen der gekoppelten Wind- und Wasserkraftanlagen unter Berücksichtigung der realistischen Gegebenheiten zu maximieren. Ziel war eine optimierte Steuerungsstrategie für das Windkraft-Wasserkraft-System zu entwerfen. "Die Modellstudie sollte zeigen, wie der Anteil an Erneuerbaren Energien erhöht werden könnte und wie durch effizienteren Einsatz wesentlich mehr konventionelle Kraftwerksreserven wie Kohle, Gas, Öl oder Kernkraft ersetzt werden können", erklärt Langhans.

Ein gutes Team: Wind und Wasser

Er zeigte für zwei beispielhafte Wochen - eine mit viel Wind und großen Schwankungen im Winter und eine mit wenig Wind und geringen Schwankungen im Sommer - für die Regelzone der RWE-Transport-Netze Strom GmbH, dass die absolute Leistungsspanne zwischen maximaler und minimaler Abgabeleistung bei Betrachtung des Verbundsystems "Wind und Wasser" gegenüber dem "nur Wind"-Fall um 42,6 Prozent (Winterwoche) bzw. 65,0 Prozent (Sommerwoche) zurückgehen würde. Entsprechend verringert sich die Ausgleichsleistung, die konventionelle Kraftwerke mit ihren CO2-Emissionen und dem Verbrauch von Rohstoffreserven bereitstellen müssten, im Durchschnitt um 78,0 Prozent (Winterwoche) bzw. 91,8 Prozent (Sommerwoche).

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Leif-Erik Langhans, Tel. 0234/32-24657, Fax: 0234/32-14717, E-Mail: leif-erik.langhans@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Berichte zu: Kraftwerk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Sechs innovative Projekte sind im Rennen um den begehrten European Health Award 2017
17.08.2017 | European Health Forum Gastein

nachricht ERC-Grants: Fünf neue Projekte an der LMU
11.08.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie