Windkraft: Strom speichern mit Unterwasser-Blase

Einen Unterwasser-Stromspeicher für Windkraftanlagen hat das niederländische Start-up Ocean Grazer, ein Spin-off der University of Groningen, angekündigt. Bereits Anfang 2021 hatte das Start-up eine Pilotanlage im Hafen von Groningen installiert. Doch erst jetzt ging es damit auf der CES in Las Vegas an die breite Öffentlichkeit. Auf der CES wurde es mit einem Innovation Award ausgezeichnet. Die ersten kommerziellen Demonstratoren seien in der Entwicklung, meldet es.

Das System von Ocean Grazer besteht aus drei Komponenten: eine feste Betonröhre, die in den Meeresboden eingegraben wird, eine flexible "Blase" auf dem Meeresboden sowie ein Maschinenhaus mit einer Turbine-Pumpe-Kombination, das Blase und Röhre verbindet. Bei einem Überangebot von Strom wird Wasser aus den Betonröhren in die Blasen gepumpt – gegen den Druck der darauf lastenden Wassersäule. Wird Strom benötigt, strömt Wasser aus der Blase zurück in die Betontanks und treibt dabei einen Generator an. Der Wasserdruck am Meeresboden übernimmt dabei die gleiche Rolle wie der Höhenunterschied bei einem herkömmlichen Pumpspeicherwerk an Land.

Konzept mit eingegrabenen Betonröhren

Ein ähnliches Konzept verfolgte auch das Projekt "StEnSEA", das 2016 am Bodensee getestet wurde. Es arbeitet allerdings nicht mit eingegrabenen Betonröhren, sondern mit Hohlkugeln aus Beton, die auf dem Grund ruhen – und es nutzt keine flexiblen Blasen als Gegenspieler für den Betonspeicher, sondern lässt einfach Wasser aus der Umgebung ein- und ausströmen.

"Das mit der Blase haben wir vor allem gemacht, um die Meereslebewesen aus dem System herauszuhalten", sagt Frits Bliek, CEO von Ocean Grazer. "Das reduziert die Wartung und erhöht die Lebensdauer." Auf rund 200 Millionen Zyklen beziehungsweise 20 Jahre ohne größere Wartung beziffert das Start-up die Lebensdauer seines Speichers. Der Wirkungsgrad betrage 70 bis 80 Prozent.

Blasen auch als künstliche Riffe nutzbar

Die flexiblen Blasen bestehen aus PVC und einem Geotextil, das besonders für die Ansiedlung von Meereslebewesen entwickelt wurde. "Es ist erstaunlich, was darauf alles wächst", sagt Bliek. "So können wir künstliche Riffe aufbauen." Dass sich die Blase regelmäßig bewege, störe dabei nicht weiter.

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Über den Preis pro installierter Megawattstunden kann Bliek keine genauen Angaben machen: "Das hängt von der jeweiligen Meerestiefe ab, in der das System installiert wird." Je tiefer, desto höher der Wasserdruck und desto größer die Speicherkapazität pro Modul – aber desto aufwendiger auch die Installation. Von der Größenordnung her seien die Kosten mit denen von Lithium-Ionen-Akkus vergleichbar, so Bliek.

Sinnvoll sei das System bereits ab einer Tiefe von 20 Metern, so Bliek. "Die meisten Offshore-Windparks werden ja auch in relativ flachen Wasser gebaut. Dort sehen wir den größten Markt." Beim Projekt StEnSEA ist hingegen die Rede von einer Einsatztiefe von mehreren hundert Metern.

Das System ist modular aufgebaut. Jede Betonröhre fasst 20.000 Kubikmeter Wasser, was nach Angaben des Unternehmens etwa 10 Megawattstunden Strom entspricht. Je nachdem, mit wie vielen Maschinenhäuser man diese Röhren verbindet, lässt sich die "Power Ratio" (also das Verhältnis von Megawatt zu Megawattstunden) zwischen 2:1 und 1:4 variieren. Das bedeutet: Der Speicher kann eine halbe Stunde bis vier Stunden Volllast liefern, um etwa das Stromnetz zu stabilisieren.

(grh)