Batterien
Batterien sind klassische Energiespeicher. In Uhren, Handys oder Kameras nutzen wir sie ständig. Foto: Simone Hainz / pixelio.de

Im Herbst und Winter weht der Wind bekanntlich häufiger als im Frühjahr und Sommer. Erst kürzlich bin ich mitten in der Nacht vom Scheppern unserer Außenrollos wach geworden, an denen eine steife Brise rüttelte.

Schlecht für meinen Schlaf, gut für die Windenergieerzeugungsanlagen, habe ich mir da gedacht. Mitten in der Nacht wird allerdings deutlich weniger Strom benötigt als tagsüber – insbesondere an den Wochenenden.

Energiespeicher machen es möglich, den überschüssigen Strom später zu nutzen. Die wohl bekanntesten sind Batterien. Im Alltag finden sie sich in jedem mobilen elektrischen Gerät, wie zum Beispiel Uhren, Handys oder Kameras.

Im größeren Maßstab eignen sich Batterien aber auch zur Speicherung von Strom auf Basis erneuerbarer Energien. Diese Speicher bestehen aus mehreren Akkumulatoren (kurz Akkus), die sowohl be- als auch entladen werden können.

Es gibt zahlreiche bewährte und neue Ansätze, Energie zu speichern. Jede Technologie hat Vor- und Nachteile, die für den jeweiligen Anwendungsfall bewertet werden müssen.

Eine sehr weit verbreitete Form, elektrische Energie zu speichern, sind Wasser- oder Pumpspeicherkraftwerke. Wasserspeicherkraftwerke nutzen Fließwasser, das bei geringem Energiebedarf in Stauseen gesammelt und bei hohem Energiebedarf abgelassen wird, um in einem Wasserkraftwerk elektrische Energie zu erzeugen.

Pumpspeicherkraftwerke (PSW) bestehen aus einem unteren Wasserbecken und einem höher liegenden Becken. Mittels überschüssiger Energie – zum Beispiel, wenn nachts viel Wind weht, aber der Stromverbrauch niedrig ist – wird Wasser aus dem unteren ins obere Becken gepumpt. Ist der Strombedarf hoch, treibt das wieder abfließende Wasser Turbinen an, die elektrische Energie erzeugen.

Pumpspeicherkraftwerk-Markersbach
Das Pumpspeicherkraftwerk Markersbach ging 1979 in Betrieb. Foto: Vattenfall GmbH

In Deutschland gibt es 36 PSW mit einer Gesamtleistung von 6.500 Megawatt. Sie erzeugen etwa vier Millionen Megawattstunden Strom. Das entspricht knapp einem Prozent der gesamten Stromproduktion in Deutschland.

1979 ging in Markersbach – rund 30 Kilometer südlich von Chemnitz – das größte sächsische Kraftwerk dieser Art mit einer installierten Leistung von 1.050 Megawatt in Betrieb. Es versorgt rund 196.000 Haushalte mit Strom.

Eine wesentliche Erhöhung der Speicherkapazität mittels Pumpspeicherkraftwerken ist auf Grund der natürlichen Gegebenheiten (Wasserspeicherbecken mit einem geeigneten Höhenunterschied) in Deutschland kaum möglich.

Auch Druckluftspeicherkraftwerke werden zur Sicherung des Gleichgewichts zwischen Energieeinspeisung und -entnahme, der sogenannten Netzregelung, eingesetzt. Dabei nutzen Pumpen überschüssige Energie, um Luft in einen Behälter zu pressen.

Steigt der Strombedarf, treibt die Druckluft eine Turbine an, die ihn produziert. Das Kraftwerk Huntorf in Niedersachsen ist ein kombiniertes Druckluftspeicher- und Gasturbinenkraftwerk – das einzige dieser Art in Deutschland. Die installierte Leistung beträgt 321 Megawatt (Speicherkapazität: 642 Megawattstunden).

Modell-Lageenergiespeicher
Modell eines Lageenergiespeichers, Foto: Heindl Energy GmbH

Eine ganz neue Idee ist der Lageenergiespeicher des deutschen Wissenschaftlers Prof. Dr. Eduard Heindl. Dabei wird ein Felszylinder aus dem Festgestein herausgeschnitten. Unter diesem Felszylinder befindet sich eine Druckkammer.

Mittels elektrisch angetriebener Pumpen wird Wasser aus größeren Flüssen oder Seen bzw. bereits vorhandenen Pumpspeichern in die Druckkammer gefördert.

Durch den Wasserdruck hebt sich der Felszylinder. Bei hoher Stromnachfrage wird mit dem Wasser eine Turbine angetrieben. Die Speicherkapazität beläuft sich bei einem Radius von 62,5 Metern auf rund 500 Megawattstunden. Jedoch ist noch völlig offen, ob sich zukünftig Investoren für die bisher kaum erprobte Technologie finden.

Zurück zur guten alten Batterie: In Schwerin entsteht derzeit ein Batteriespeicherkraftwerk mit einer Kapazität von fünf Megawattstunden. Es soll kurzfristige Schwankungen ausgleichen, wie sie durch die Einspeisung von Wind- und Sonnenstrom entstehen.

Fotovoltaikanlage-Elsnig
Luftbildaufnahme von der ENSO-Photovoltaikanlage auf Stallgebäuden in Elsnig

Am konkreten Beispiel unserer Photovoltaikanlage in Elsnig prüfen meine Kollegen derzeit die Einsatzmöglichkeiten von Batteriespeichern.

Im Vordergrund steht die Nutzung des erzeugten Sonnenstroms für den Landwirtschaftsbetrieb, auf dessen Dächern sich die Anlage befindet. Grundsätzlich wird der Strom bereits jetzt direkt vor Ort genutzt.

Aber an sonnenreichen Tagen liegt die Stromproduktion über dem Verbrauch. Der überschüssige Strom wird dann ins Stromnetz eingespeist. Mit einem passenden Batteriespeicher könnte noch mehr Sonnenstrom – vor allem nachts, wenn keine Sonne scheint – direkt am Ort der Erzeugung verbraucht werden.

Haben Sie sich schon mal mit dem Thema Energiespeicherung auseinandergesetzt? Welche Fragen beschäftigen Sie in diesem Zusammenhang? Auf Ihre Meinungen bin ich gespannt.