Erneuerbare Energien 09.09.2021, 10:02 Uhr

So werden Sonne und Wind zuverlässig

Die ersten deutschen Kraftwerke auf Sonnen- und Windbasis, die auch in wind- und sonnenarmen Zeiten Strom liefern, gehen in absehbarer Zeit in Betrieb. Sie sind mit Speichern ausgestattet, die mit überschüssigem Strom beladen werden, der dann bei Bedarf ins Netz eingespeist wird.

Die Windräder in Gaildorf im Bau. Die Fundamente der Masten sind Teil des Wasserspeichers. Foto: Max Bögl Wind/Reinhard Mederer

Die Windräder in Gaildorf im Bau. Die Fundamente der Masten sind Teil des Wasserspeichers.

Foto: Max Bögl Wind/Reinhard Mederer

In dieser Woche gibt es Sonne satt. In den Mittagstunden tragen Deutschlands Solarkraftwerke dann fast 50 % zur Stromproduktion bei. Der Wind allerdings schwächelt. Offshore tat sich praktisch nichts, onshore verschwindend wenig. Fossile und Kernkraftwerke trugen so vor allem in der Nacht die Hauptlast bei der Stromversorgung.

Wenn sie nach und nach abgeschaltet werden, müssen andere zuverlässige Stromerzeuger einspringen. Die Hauptlast dürften dann Erdgaskraftwerke tragen müssen, wobei es nicht reichen dürfte, die Anlagen, die jetzt aus wirtschaftlichen Gründen Pause machen, wiederzubeleben. Ganz davon abgesehen, dass sie das CO2-Problem nur mildern, nicht lösen.

Speicher ist in knapp zehn Minuten voll

Der Solartpark Henschleben im Bau.

Foto: Naturstrom

Das können nur Speicher, die in guten Zeiten überschüssigen Strom aufnehmen, um ihn bei Bedarf wieder abzugeben. Im Spätherbst geht im thüringischen Henschleben ein Solarkraftwerk in Betrieb, das auch nach Sonnenuntergang oder bei bedecktem Himmel Strom ins Netz einspeisen kann. Ein Teil der Energie wird in einer direkt angeschlossenen relativ kleinen Batterie gespeichert. Sie hat eine Kapazität von über 1 000 KWh. Die Solarmodule, die auf eine Spitzenleistung von 7,5 MW kommen, können bei hoher Sonneneinstrahlung den Speicher innerhalb von knapp zehn Minuten füllen. Das System baut der Düsseldorfer Ökostromanbieter Naturstrom AG auf dem Gelände einer Altdeponie.

Zwischen den Solarmodulen weiden Schafe

Das Unternehmen will seinem Namen alle Ehre machen. Deshalb achtet seine Führungsspitze auch auf ökologische Feinheiten am Rande. Nicht genutzte Flächen sollen mit regional typischen Pflanzen begrünt werden, Schafe zwischen den aufgeständerten Modulen weiden dürfen. Auch Bienen werden angesiedelt. „Die technischen und finanziellen Herausforderungen an die Energieerzeugung auf Basis regenerativer Quellen nehmen drastisch zu“, hat Naturstrom-Chef Thomas E. Banning festgestellt. „Mit unserem Solarprojekt in Henschleben gehen wir hier voran, indem wir mittels Speicher die Erzeugung flexibilisieren und so den gewonnenen Solarstrom möglichst netz- und systemfreundlich einspeisen.“

Die höchsten Windgeneratoren der Welt

So sieht es auch der Turmhersteller Max Bögl Wind AG aus Sengenthal in der Oberpfalz. Er vollendet voraussichtlich im kommenden Jahr in Gaildorf nahe Schwäbisch Hall ein Kombikraftwerk. Es besteht aus vier 3,4-MW-Windgeneratoren, die mit Nabenhöhen zwischen 155 und 178 m die höchsten der Welt sind. Sie stehen in Becken mit einem Durchmesser von 63 m. Diese Becken sowie die 40 m hohen Fundamente der Masten werden mit Wasser gefüllt, wenn das Windangebot so groß ist, dass sich keine Abnehmer finden. Insgesamt sind es bis zu 120 000 m3. Das Wasser spendet ein 200 m tiefer gelegener Natursee.

Funktionsskizze des Kraftwerks in Gaildorf. Grafik: Max Bögl Wind

Wechsel zwischen Turbinen- und Pumpbetrieb

Wenn es im Netz an Strom fehlt werden die Schleusen geöffnet, sodass sich die Tanks entleeren. Das Wasser treibt im Tal drei Francis-Turbinen des Wasserkraft-Spezialisten Voith an, die wiederum einen 16-MW-Generator rotieren lassen. Wenn alle Tanks gefüllt sind kann die Anlage 57 000 KWh ins Netz einspeisen. Da die Speicher mehrfach gefüllt werden ist die Gesamtkapazität aufs Jahr gerechnet weitaus größer. Die Turbinen fungieren auch als Pumpen, die bei einem Überschuss an Windstrom Wasser in die hochgelegenen Tanks pumpen. Die Anlage wird mit 7,15 Mio. € aus öffentlichen Kassen gefördert.

Großes Interesse im Ausland

Das System ist möglicherweise sogar exportfähig. „Es gibt Interessenten in aller Welt“, freut sich Jürgen Joos, kaufmännische Leiter von Max Bögl Wind. „Wir bieten es in den USA an und in Australien und haben ein konkretes Angebot für Indonesien fertiggestellt. Auch in Deutschland, Österreich und auf dem Balkan gibt es Interessenten, die bereits geeignete Standorte im Auge haben.“ In Indonesien könnte die Kombianlage helfen, das dort besonders anfällige Stromnetz zu stabilisieren.

Von Wolfgang Kempkens

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