Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energiespeicher im Netz: Strom aus erneuerbaren Energien wird planbar

26.05.2008
Energiespeicher im Stromnetz sind eines der zwölf Zukunftsthemen, die Fraunhofer-Forscher in den nächsten Jahren intensiv bearbeiten, um Herausforderungen wie dem Klimawandel zu begegnen. Kosteneffiziente Speicher können erheblich dazu beitragen, regenerative Energien weiter auszubauen. Damit sind sie ein wichtiges Standbein für unsere sichere Energieversorgung von morgen.

Der Stromverbrauch steigt, fossile Ressourcen sind knapp. Im Energiemix der Zukunft spielen daher erneuerbare Energien eine zunehmende Rolle. Strom aus Wind- und Sonnenenergie ist jedoch schwer planbar. Es hängt von Wetter und Tageszeit ab, wie viel Strom ins Netz eingespeist wird.

Bei starkem Wind etwa erzeugt eine Windkraftanlage manchmal sogar Energie im Überfluss, aber auch bei Flaute brauchen die Kunden Strom. Zu jedem Zeitpunkt müssen Stromerzeugung und -verbrauch übereinstimmen. Um Versorgungslücken zu vermeiden, passen die Anbieter die Stromerzeugung an und halten Reserveleistungen bereit.

In Zukunft soll jedoch immer mehr Windkraft bei sinkendem Anteil konventioneller Kraftwerke Strom liefern. Das verstärkt die Schwankungen im Netz massiv. Bisherige Reserveleistungen reichen nicht mehr aus. »Wir arbeiten daran, die Lieferung von Wind- und Sonnenenergie ebenso planbar zu machen wie die Energie aus konventionellen Kraftwerken und entwickeln wirtschaftliche und umweltschonende Lösungen, um ausreichend Reserven vorhalten zu können«, erklärt Dr. Christian Dötsch, Leiter des Geschäftsfelds Energiesysteme am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energiesysteme UMSICHT in Oberhausen.

... mehr zu:
»Energiespeicher »Kraftwerk

»Dabei haben wir die gesamte Prozesskette der Energiespeicherung im Blick.« Die Fraunhofer-Gesellschaft unterstützt die Forschungs-projekte dieses Zukunftsthemas mit speziellen Förderprogrammen. Dötsch betont die enge Vernetzung: »Wissenschaftler aus acht Fraunhofer-Instituten bearbeiten die komplexen Systemlösungen: Beispiele sind neue Materialien für Energiespeicher, hybride Speicher, Entwicklungen in der Leistungselektronik, Energiemanagement und Integration von Speichern in das vorhandene Netz.«

Es gibt verschiedene Technologien um elektrische Energie zu speichern, aber keine kann alles. »Wir gehen von der jeweiligen An-wendung aus. Zum Beispiel arbeiten wir an Kurzzeitspeichern für schnelle Lastspitzen, an Langzeitspeichern und am Energiemanagement«, sagt Dötsch. Das Ziel der Wissenschaftler ist, Ressourcen und Kosten zu sparen. Sie möchten dabei auch die Anzahl der kostenintensiven »Schattenkraftwerke« reduzieren, die notwendig sind, um die unregelmäßige Energielieferung von Windkraft und Solarenergie auszugleichen. »Schattenkraftwerke« sind konventionelle Kraftwerke, die die meiste Zeit des Jahres lediglich in Bereitschaft stehen.

Überschüssige Energie wird bisher vor allem in konventionellen Pumpspeicherwerken gespeichert, die Wasser in hoch gelegene Reservoire pumpen. Bei Bedarf fließt das Wasser von dort durch Turbinen wieder talwärts. Energie lässt sich außerdem in Druckluftspeichern vorhalten. Dazu wird Luft komprimiert und in unterirdischen Kavernen gespeichert. Die Experten versuchen hierbei, diese Technologie auch für kleinere Leistungen und unabhängig von Kavernen in dezentralen »Mini«-Druckluftspeichern zu nutzen. Diese können dann in der Nähe von Windparks installiert werden und die Leistungsschwankungen ausgleichen.

Forschungsschwerpunkte sind zwei, bisher nicht für große Leistung genutzte Technologien: Redoxflow- und Lithium-Batterien: Mit Redox-Flow-Batterien kann Energie langfristig über Stunden oder Tage und in großer Menge gespeichert werden. Sie bestehen aus zwei flüssigen Elektrolyten, die in Tanks lagern. Dort wird die Energie gespeichert. Die Umwandlung in Strom erfolgt in einem Redoxflow-Stack, der im Aufbau einer Brennstoffzelle ähnelt. Die Wissenschaftler arbeiten daran, die geforderte Leistung zu realisieren und mit neuen Materialien diese Technologie effizienter und langfristig kostengünstiger zu machen.

Für kleine Einspeiser in netzfernen Gebieten, wie beispielsweise Solarmodulen auf dem Haus, könnten in Zukunft die heute üblichen Bleibatterien durch Lithium-Batterien ersetzt werden. Solche kleinen Speicher kommen zukünftig auch in Elektroautos zum Einsatz. Die Idee ist, sie als mobile Speicher ins Netz zu integrieren. Diese Fahrzeuge beziehen ihre Energie aus dem Stromnetz und könnten kurzfristig bei Bedarf Energie wieder ins Netz einspeisen. Ein Ersatz für stationäre Speicher werden sie jedoch nicht. »Das ist eine von vielen Möglichkeiten Energie zu speichern, die wir in unseren Projekten durchspielen«, erklärt Dötsch.

Eine Prognose, welche Speichertechnologien sich durchsetzen werden, ist nicht einfach, denn die Energieversorgung ist von vielen Randbedingungen abhängig. Dazu gehören die Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) in Deutschland, die Besitzverhältnisse im deutschen Stromnetz und die Preisentwicklung bei Erdöl, Erdgas und Kohle sowie der Ausbau der erneuerbaren, fluktuierenden Energien. »Auch wenn das ‘Wann’ schwer zu beantworten ist, das ‘Wo’ ist zu erkennen,« sagt Dötsch. »Inseln oder sehr abgelegene Gebiete, die nicht ans Stromnetz angeschlossen werden, können schon in naher Zukunft von den Technologien profitieren. Danach folgen, wenn die Kosten sinken und der Bedarf steigt, die stationären Anwendungen im Netz.«

Dr.-Ing. Christian Dötsch | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.umsicht.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Energiespeicher Kraftwerk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Enzian oder Spitzwegerich – wer gewinnt in den Alpen, wenn es wärmer wird?
04.11.2016 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie