Neuer Stromspeicher

Lass das 'neu' weg. Die Tüte geistert schon länger durch die Presse.

Marcel

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begin quoting, Michael S schrieb:

Es soll also anstatt Wasser Gestein angehoben werden. Vermittelt wird das durch den zusätzlichen Druck, gegen den das Arbeitsmedium Wasser gepumpt wird, wodurch man pro Volumenelement eine höhere Energiedichte erhält.

Wäre es nicht deutlich einfacher, als "Gewicht" einen Gasdruckpuffer zu verwenden, also das Wasser nicht den ulkigen Block anheben zu lassen, sondern Luft zu komprimieren? Dabei spart man die ganzen "beweglichen Teile" ein: Nicht den Riesenzylinder aussägen, sondern in der Tiefe eine kugelige Kaverne auffahren (die man durch ein Gitterwerk stabilisieren kann, das braucht also mitnichten ein riesiger konverxer Hohlraum zu sein, vielmehr kann man viele Bohrlöcher oder Stollen anlegen, was der Stabilität des Gebirges zugute kommen sollte), nach oben ordentlich abdichten, mit Vordruch "aufpumpen" und dann gegen den Druck - in 500 m Teufe gehen so ca. 300 bar, allerdings muß man davon den statischen Wasserdruck von ca. 50 bar wieder abziehen, bleiben "oben" also 250 bar nutzbarer Arbeitsdruck - dann Wasser "einspeichern".

Man könnte überlegen, wie man die Kaverne vielleicht billiger kriegt, ohne soviel Gestein abbauen zu müssen.

Erste Idee: Stahltank am Meeresgrund, und von oben beschweren, damit er nicht aufschwimmt.

Zweite Idee: Man nehme eine Alpenschlucht bzw. ein passendes tiefes Tal, baue eine Betondecke drüber (braucht nicht freitragend zu sein, kann man beliebig unterstützen), darauf eine schwere Lastschicht aufbringen, alles hybsch abdichten, fertig ist die Druckluftbombe. (Wegen letzterem sollte man den Kasten durchaus in Teilvolumina aufteilen.)

Gruß aus Bremen Ralf

Am 06.03.2011 08:49, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Das alles funktioniert ja auch nur, wenn es wirklich nirgends im Gestein Verwerfungen oder sonstige Risse gibt.

Neulich kam im ZDF "Abenteuer Wissen" ein Beitrag über ein Pumpspeicherwerk in den Alpen. Einige 100m tiefer verläuft der Gotthart-Basistunnel. Die Mauer bzw. die Talwände haben sich durch den Tunnelbau in der Größenordnung von Zentimetern bewegt.

Bei obigen Vorhaben liegen die unterirdischen Hohlräume in einer ganz anderen Größenordnung und dürften zu ganz anderen Bewegungen an der Erdoberfläche führen.

Auch bei dem Granitzylinder würde ich mir Sorgen um die Stabilität machen.

Bei den Druckspeichern ist ja offenbar die Problematik der Temperaturerhöhung beim Komprimieren auf technischer Seite immer noch nicht vollständig gelöst, will man diesen Teil nicht als Verlust abschreiben.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Michael S schrieb:

Wieso das? Auf den Gebirgsdruck haben die so gut wie keinen Einfluß, und die Oberfläche muß man natürlich abdichten - Spritzbeton, darauf Bitumen, oder sowas.

Unter bewohnten Flächen würde ich sowas auch nicht bauen wollen, und dem Wald kann's eigentlich egal sein. (Im Ruhrgebiet gibt's dauernd Setzbewegungen - stört keinen groß.)

Wo ist das Problem? Die Temperatur des Reservoirs steigt beim Komprimieren an - ja und? Beim Entspeichern kühlt es sich wieder ab. (Nehmen wir mal an, die Temperatur im Gebirge sei 50 °C, diese Gleichgewichtstemperatur liege bei dem statischen Vordruck von 250 bar an. Beim Beladen wird der Druck dann auf 300 bar erhöht, dabei steigt die Temperatur also auf 67 °C an - das ist noch beinahe isotherm.) Bei den vergleichsweise riesenhaften Volumina sind die thermischen Zeitkonstanten so hoch, daß die angestiegene Temperatur lange erhalten bleibt - das Gebirge leitet die Wärme auch sehr schlecht, so daß von vornherein eine gute Isolation vorliegt.

Man könnte im Gegenteil sogar Niedertemperaturwärme einspeichern, also etwa das komprimierte Gasvolumen zusätzlich mit über ein Wärmetransportmedium eingebrachte Solarwärme aufheizen, wodurch man sogar etwas (wegen des Carnotwiekungsgrades nichts viel) mechanische Energie zusätzlich gewinnen könnte - sinnvoller wäre das allerdings als Verwendung als Wärmespeicher selbst, d. h. zunächst wird durch Expansion die mechanische Arbeit entnommen, anschließend Wärme zu Heizzwecken (Fernwärme), wobei die Abkühlung für die nachfolgende neue mechanische Einspeicherung sogar günstig ist.

Hochtemperaturwärmespeicherung ginge auch: Man könnte einige speziell wärmeisolierte Kessel oder Kammern anlegen, deren Gasinhalt auf sehr hohe Temperaturen (ca. 800 °C oder mehr) aufgeheizt werden könnte - das Gas dehnt sich dann aus und pumpt dann bei Bedarf Wasser; im Endeffekt ist das nichts anderes als eine Wärmekraftmaschine (die dann natürlich auch eine Kühlung benötigt).

Gruß aus Bremen Ralf

Am 06.03.2011 16:31, schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Zumindest bei der Granitzylinder-Variante sehe ich da massive Problem der Stabilisierung des Zylinders. Das Loch wird sich durch den Gebirgsdruck im Durchmesser verengen, der Zylinder wird im Durchmesser zunehmen. Diese Verformungen müssen berücksichtigt und die Dichtungssysteme entsprechend ausgelegt werden. Ein Auseinandebröckeln des Zylinders durch Risse/Verwerfungen ist vermutlich kaum mit umlaufenden Stahlbändern zu verhindern.

Beim Druckluftspeicher könnte ich mir Ermüdungserscheinungen durch die ständigen Kraftveränderungen und Rissbildung vorstellen. Beim Hot-Rock-Verfahren wird ja genau dieser Effekt verwendet, allerdings bei höheren Drücken. So ein Druckspeicher soll aber über Jahrzehnte stabil bleiben, bei ständig schwankenden Kräften.

Ich bin kein Geologe und kann meine Vermutungen deshalb auch nicht belegen.

Hmm, indem Du Dich nur zwischen 250 und 300bar bewegst, verschenkst Du einen Großteil der möglichen Speicherkapazität, andererseits umgehst Du damit das Problem der hohen Temperaturänderungen recht elegant. Es gibt ja bereits Druckluftspeicher. IMHO wird bei keinem die beim Komprimieren entstehende Wärme beim Entspannen wieder zugeführt, außer bei ein paar Forschungsprojekten. Es scheint da also irgendwelche nicht trivialen Probleme zu geben.