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 Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus
23.02.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

nachricht Eine Milliarde Euro für die Hochschulmedizin
17.02.2017 | Deutsche Hochschulmedizin e.V.

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie