Lageeinergiespeicherwerke - Berge anheben

Im Zuge der Energiewende scheint sich abzuzeichnen das die Energieerzeugung über Regenerative Energien wenn mann wollte bis weit über das Notwendige hinaus ausbauen könnte.
Problematisch ist aber die unstete Leistung der Wind und Sonnenenergie die bisher in Deutschland nicht in größeren Maß gespeichert werden kann.
Die Aussicht auf skalierbaren (beliebige Größe) günstige und Leistungsfähige Energiespeicher ist derzeit noch von der Forschung abhängig.

Das Thema wird dringend.
Derzeit treffen die Leistungsspitzen aus der Sonnenenrgie noch auf parallele Nachfragespitzen(Mittags) aber mit weiter zunehmender Solarstromförderung wird immer mehr Leistung aus Sonne & Wind nur unsere Stromrechnung (wegen dem Einspeisegesetzt) erhöhen nicht aber die erwünschte Energieunabhängigkeit. Wir brauchen Energiespeicher in relevanter Peichergröße mit möglichst großen Speicherzeiten und hoher Effizienz.

Eine niedrige Effizienz ..z.B. 40% bei Luftdruckspeicher sind einfach zuwenig, wir würden doppelt soviele Solarzellen & Windräder benötigen um einen Luftdruckspeicher zufüllen wie
ein Pumpspeicherkraftwerk mit 80% Speichereffizenz.

80% ! - das ist bisher von keinen anderen Speicher erreicht und das notwenidge KnowHow ist so alt das ich ein Physikbuch von 1890 habe in dem es beschrieben wird. Leider haben diese Speichersysteme einen Hacken.. wo her die Flächen und Höhenunterschiede nehmen ? - Traditionellerweise kann mann da eine Talsperre bauen und das Tal als Speicher
verwenden. Kennt von Euch noch jemand ein Tal was für sowas frei ist ? .. ich nicht.

Ein großes Gefälle ist wichtig für Pumpwasserspeicher, denn je höher die Wassersäule ist desto stärker der Druck und damit die Energiedichte des Wassers. Da wo traditionelle Pumpspeicherwerke in Deutschland möglich sind, stehen zumeist schon welche.

Derzeit befindet sich Deutschland in Verhandlungen (vieleicht sogar shon Planung) mit Norwegen um die enormen und auch noch ausbaubaren norwegischen Wasserspeicherkapazitäten zu nutzen, in Deutschland ist diese effiziente Technologie für Zentrale Energiespeicherung bereits ausgereizt. Man kann nur hoffen das Deutschland da via bilaterale Verträge seine Handtücher an den norwegischen Speicherseen platziert ehe die Briten wach werden.

Aber es gibt noch eine technische Möglichkeiten via Lageenergie, Wasser mit höherer Energiedichte und damit höher Kosteneffizens zuspeichern. Wasser in einen senkrechten Zylinder auf den der Druck eines Kolben wirkt steht unter einen entsprechend höheren Druck. Die zusätzliche Kraft des Kolbens hängt im Fall eines Lagekraftwerks von der Dichte und Größe des Kolben-Zylindersystems ab..



Ein System von 1km Höhe und 1km Durchmesser mit einen Kolben aus Granit könnte Deutschlands Energiebedarf an Strom für einen Tag zwischen speichern. Es wird keiner bestreiten wenn er nach rechnet das die Speicherdaten stimmen und gegen kein Phyikalisches Gesetzt verstoßen.

Die Dimensionen rauben einen den Atem .. und lassen Zweifeln das sowas gebaut werden kann. Doch ist das so ?
Der Bau des Zylinder und Kolbens im geeigneten Gestein sollte möglich sein, wir haben bereits größere Tunnelprojekte durch die Alpengebaut.
Die notwendigen Maschienen für die Energiewandlung verkaufen wir bereits in alle Welt.
Die Dichtung.. bei mehreren Dichtungsringen ca 200bar sind zwar riesig aber bereits im Einsatz. Es werden z.B. beim Bau von Brücken Bauelemente mit ähnlichen Drücken Hydraulish gehoben.. hier ist es halt noch mal etwas größer.

Solch ein Speicherwerk könnte ein Stinkefinger an All die Skeptiker überall auf der Welt sein die glauben ohne Kohle, Gas und Atom gehe nix und wir German sein verrückt.
Es ist Finger der sich 500m aus der Erdescheibt wenn sich der speicher füllt, kaum zu übersehen und einmalig in der Welt.

Kann natürlich auch ein Grab für viel Geld werden .. aber ich denke mal ein oder zwei hätte man für die Euro Hawkgelder schon bauen können.

Was denkt Ihr ?
Unmöglich, subgenialer Größenwahn der noch Hitlers Germania Pläne schlägt, oder einfach überflüsssig ?

Hier die Seite der Spinner die sich das ausgedacht haben: http://lageenergiespeicher.de/startseite.html (Archiv-Version vom 05.10.2013)

@subgenius
Im Spektrum der Wissenschaft stellten sie vor ein paar Monaten ein Konzept vor, dass man z.B. in stillgelegten Braunkohlegruben verwirklichen kann. Ein Erholungsgebiet um einen See mit einen zentralen Pumpspeicherwerk von ein paar 100 m in der Mitte.
Lageenergie ist immer m x g x h, mann kann also geringe Höhe durch mehr Masse ausgleichen :)

@FrankD
Das ist Richtig, und da wo sich in Deutschland sowas anbietet kann man sowas nutzen.
Leider sind Speicherseen ökologisch wenig vital, der ständige wechsel des Wasserspiegels verhindert notewdigen Pflanzenbewuchs. Ausserdem kannst du ja mal nachrechnen wieviel km² Speichersee bei 100m Fallhöhe benötigst um eine TWh zu speichern.

Das mit Untertagebauspeicherwerken ist auch interessant.. aber wie ich vermute nur beschränkt realiiserbar... du benötigst immer noch einen großen Speichersee an der Oberfläche.

Interessant die Idee, das Versagen der Hydraulik würde man es auf der ganzen Erde bemerken und das funktionieren ebenfalls.
Ein bischen Katatrophenanfällig wenn der erhöhter Druck im Grundwasser ganze Häuser oder Städte wegschießt.

subgenius schrieb:Das ist Richtig, und da wo sich in Deutschland sowas anbietet kann man sowas nutzen.
Leider sind Speicherseen ökologisch wenig vital,

Mir wird manchmal nicht klar wann du von einem Pumpspeicherkraftwerk sprichst und wann von einem Stausee.
Geeignete Standorte für Stauseen sind begrenzt. Dort wo sie noch möglich sind sträuben sich die Anwohner.

subgenius schrieb:Solch ein Speicherwerk könnte ein Stinkefinger an All die Skeptiker überall auf der Welt sein die glauben ohne Kohle, Gas und Atom gehe nix und wir German sein verrückt.

Solch ein Speicher wäre sehr zentral, wo doch heute alles auf Dezentralisierung in der Stromversorgung hinaus lauft.
Ich frage mich nur wer soll die Energie wende noch bezahlen?

@fritzchen1
Der Unterschied ist auch sehr fliessend.
Technisch gesehen ist ein Stausee einfach nur ein See der künstlich gestaut wird .. Punkt.
Wird jetzt eine Pumpe/Turbine angeschlossen die nach Bedarf Wasser in den Seepumpt oder wieder abläßt haben wir ein Pumpspeicherwerk. Stauseen füllen sich meist durch einen natürlichen Zufluss selber, das kann aber durch eine Pumpe auch beschleunigt werden. (Kombiniertes Wasserkraftwerk & Pumpspeicherwerk)
Traditonell werden Stausseen aber auch zur Wasserversorgung oder früher im Bergbau verwendet.

Na wir bezahlen es .. wer sonnst .. der Mann im Mond ?
Wir haben all die AKWs bezahlt und wir werden auch für die Dekommisierung (Abbau) zahlen und wir werden für die sichere Unterbringung des bisher angefallenen Atommülls in >10.000 Jahre noch zahlen..

Das Projekt was ich da vorgestellt habe ist zwar groß und teuer.. aber im Verhätniss zu dem was es nachher leistet ist es günstig. Es ist richtig es ist ein zentrales Projekt aber ich weise drarauf hin das es keine dezentrale Speichertechnologie gibt die nur in die Nähe des Preisleistungsverhätnisses eines Lagekraftwerkes kommt.
Warum sollten wir in Speicherbaterien investieren die dann in jedem Keller stehen aber ein vielfaches an Investitionskosten benötigen ?
Die Idee das ein Haushalt sich selbt mit Energie versorgt ist zwar schön und romantisch aber auch egoistisch und unrational. Der Strom muß verteilt werden und Überproduktion gegebenfalls auch möglichst Effizenz gespeichert .. das funktioniert nicht wenn jeder seine private Stromwende macht.

@wrentzsch
Das Wasservolumen ist kleiner als bei einen herkömmlichen Stausee.
Der normale Staussee ist auch viel gefährlicher da bei einen Dammbruch die Wassermassen dann durch die Schwerkraft in einer Welle über alles wegwalzt.
Versagt die Dichtung .. ohne frage der Supergau des Systems, würde an den undichten Stellen das Wasser mit 200bar in Fontainen aus dem Zylinder schiessen. Eine nasse Angelegenheit für die Umgebung, aber keine gefährliche. Das Wasser tritt nur langsamm aus (vom Volumen) und kann ohne weiteres gesammelt und in das Resourvoir geleitet werden.

Aber in direkter Nähe zu einen Wohngebiet würde ich das auch nicht bauen, wer will schon in Abhängikeit der Nationalenstromversorgung ein Haus im Schatten eines Berges haben..

Und nein .. ein Granitblok von 1km Durchmesser und 1km höhe ist zwar 'Groß' im zivilisatorischen Maßstab aber nicht im geologischen. Die Entwickler dieser Idee haben übrigens sogar nachgerechnet ob die Corioliskraft einen nenneswerten Effekt hat.

@subgenius

Wenn du schon von 'uns Deutschen' redest, möchte ich drauf aufmerksam machen, dass 'wir Schweizer' die Tunnel durch die Alpen bauen und nicht ihr. ^^

@Thawra
Was Ihr Schweizer arbeitet noch ? - komm das sind doch alles Deutsche Fremdarbeiter ;)

@FrankD

Lageenergie ist immer m x g x h, mann kann also geringe Höhe durch mehr Masse ausgleichen :)

Ja, aber das Erschaffen des hydraulischen Gesteinszylinder wird mit der Masse und mit der Höhe immer teurer. Wobei es natürlich billiger ist mehr Fläche anzuheben, als tief in die Erde zu "schneiden".

Tja leider werden alle zunächst in der Anschaffung (und/oder der Exploration) teuren Pläne in der sogennanten Energiewende gerne links liegen gelassen werden...

@subgenius

Stimmt auch wieder, wir hängen eigentlich alle nur rum. :D





Aber sag mal... ich bin grad zu faul, mir das nachzurechnen, aber 200 Bar kommt mir wie VIEL zu wenig Druck vor. Gibt's irgendwo die Rechnungen?

Granit hat eine Dichte von 2,55–2,81 g/cm³ .. runden wir auf 3.. dann ist Garnit dreimalso schwer wie Wasser.

1m Wassersäule erzeugt einen Druck von 0.1Bar.. entprechend erzeugt Granit einen Druck von 0.3 Bar.

Nehme jetzt 500 m Wassersäule + 500m Granit dann hast du 200 bar .

Rechnungen und auch kritische Anmerkungen zu mögichen Problemem findest du hier: http://eduard-heindl.de/energy-storage/Energiespeicher-Erneuerbare.html

@subgenius

Also der Zylinder soll ja 1000 m hoch sein, oder?

Ahja .. die Rechnung bassiert auf 500m Höhe unnd 1km Durchmesser.. sorry.
Bei 1km Fels der 500m angehoben wird sind das dann 350 Bar... aber immer noch in Bereichen die technisch bereits gehandhabt werden.

http://www.enerpac.com/de/projects/m-rkte/infrastruktur-und-br-cken/hydraulisches-heben-des-gewoelbes-der-bruecke-des-dritten-jahrtausends-in-saragossa

da wurde mit 1500bar gearbeitet.

@subgenius

Hm... also mein Ingenieurs-Instinkt sagt mir, dass das Ganze nicht so simpel wird. Es wäre aber mal interessant, einen Testbau zu sehen... ^^

Man muss ja auch nicht unbedingt so einen Giganten hinstellen, oder?

@Schdaiff
Mit mehr Fläche bekommst du nur mehr Volumen aber nicht mehr Druck hin.
Ausserdem kannst du den Zylinder nicht mehr als die Hälfte anheben wenn du nicht riskieren willst das der Kolben verklemmt..

Das mit den Geld für Großprojekte . zumindest in diesem Fall kann ich durchaus verstehen, sieht gut auf dem Papier aus.. aber der Spot und Schaden wird wie die Speicherenergie mit der 4ten Potenz des Radiuses ansteigen wenn es scheitert.

@subgenius

Danke für das interessante Thema.

Statt eines riesigen Kraftwerks, wäre es ja möglich viele kleine zu bauen. Wenn die Grundfläche nicht ein Quadratkilometer ist sondern z. B. 25 m im Quadrat (für Rechnung), dann ergeben 1600 dieser "Mikroanlagen" dieselbe Leistung bzw. Speichervermögen.

Es gibt doch im Ruhrgebiet viele aufgelassene Steinkohlekraftwerke mit relativ großen Fahrstuhlschächten, da könnte man Pilotanlagen bauen

Lieber @subgenius


ich denke es ist nicht eine Frage der Machbarkeit, sondern eher eine politische Frage.


Will man so etwas überhaupt?

Will man billige und viel Energie für alle?

Weit gefehlt.

Energie ist der Schlüssel.

Wer die Energie kontrolliert, kontrolliert den Planeten.


(Oder so ähnlich).. dort wird wohl der Hase im Pfeffer liegen,

denke ich mir so.....

@saba_key
Kann man schon .. aber DAS it dann teuer.
Der Kostenvorteil des hier vorgestellten Speichers kommt erst bei wirklich großen DImensionen zum tragen. Die Kosten würden quadratisch mit dem Radius steigen die Speicherkapazität aber mit der vierten Potenz zum Radius.

Das ist die Formel die für die Berechnung der zuspeichernden Energie des Systems verwendet wurde:


Das bedeutet das die Kosten im Verhältniss zur Leistung viel geringer steigen .. und erst ab einer bestimmten größe konkurenzfähig sind.. und bei der größe von 500m absolut unschlagbar günstig sind was die Kosten pro Kw/h Speicherleistung angeht.