Die Energiespeicherung - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 266

Abb. 8.4 Die prinzipielle An-
lage eines Speicherkratwerks
mit einem Wasserspeicherzwi-
schen den Höhen h und h
relativ zur Höhe h des Was-
serkratwerks

h

2

Speichersee

h 1

h 0

Andere Methoden, wie zum Beispiel die Speicherung von Rotationsenergie in einem
schnelllaufenden Drehkörper, erzielen eine so geringe Energiedichte, dass sie sich allein
schon deshalb nicht zur Speicherung der Schwankungslast von erneuerbaren Energien
verwenden lassen. Auch die Energiespeicherung mithilfe eines Speicherkratwerks besitzt,
wie wir gleich lernen werden, nur eine geringe Energiedichte. Speicherkratwerke befin-
den sich aber schon heute im Gebrauch, weshalb wir ihre physikalischen Grundlagen hier
behandeln wollen. Dagegen finden reine Drucklutspeicher bisher keine Verwendung,
nur in Verbindung mit einem Gasturbinenkratwerk wurden sie vereinzelt eingesetzt. Sie
bilden aber eine Speichermöglichkeit für die Zukunt, da bei der Förderung von fossilen
Energieträgern Kavernen entstehen, deren große Volumina sich unter Umständen zur
Speicherung von Drucklut verwenden lassen.

Das Speicherkraftwerk
Das Prinzip eines Speicherkratwerks ist uns bereits im Abschn. 6.8.1 bei der Behandlung
der Wasserkratwerke begegnet. Durch das Anheben der Wassermasse m

= ρ m V mit der

m − auf die Höhe Δ h

Massendichte ρ m = kg ⋅ = h − h gewinnt das Wasser die

potenzielle Energie

Δ W pot = mg Δ h . (8.37)

s − die Erdbeschleunigung . Das Anheben des Wassers auf die Hö-
he h geschieht durch elektrische Pumpen, es wird also elektrische Energie in potenzielle
Energie umgewandelt. Beim Abfließen des Wassers zurück auf die Höhe h kann die po-
tenzielle Energie mithilfe einer Wasserturbine und angeschlossenem Generator wieder in
elektrische Energie umgewandelt werden. Im Allgemeinen wird die angehobene Wasser-
masse in einem Speicherbecken aufgefangen, dessen Sohle sich auf der Höhe h befindet
und das bis zum Wasserspiegel h gefüllt wird, wie es in der Abb. 8.4 dargestellt ist. Die
effektive Höhe der gespeicherten Wassermasse beträgt

Dabei ist g ≈ m ⋅

h + h

− h .

Δ h = (8.38)

Die Energiedichte eines Speicherkratwerks ist dann gegeben durch

mg Δ h
V =

w = ρ m g Δ h , (8.39)