45.000 UPM 02.11.2016, 07:29 Uhr

Dieses Schwungrad speichert Windenergie

Wie lässt sich Windenergie speichern? Mit einem Schwungrad, lautet die Antwort von Stornetic. Das Start-up aus Jülich hat einen Rotor entwickelt, der auf 45.000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt.

Im Inneren des Containers: 16 grüne Stahlgehäuse mit Rotoren bilden einen Stromspeicher mit einer Leistung von einem Megawatt. 

Im Inneren des Containers: 16 grüne Stahlgehäuse mit Rotoren bilden einen Stromspeicher mit einer Leistung von einem Megawatt. 

Foto: Stornetic

Das Schwungrad ist eine uralte Erfindung. Bereits im Mittelalter gab es hölzerne Schwungräder, die rund 100 Umdrehungen pro Minute (UpM) erreichten und die Rotation dank eines niedrigen Reibungsverlustes über mehrere Minuten aufrechterhielten. Dieses Prinzip hat das Jülicher Start-up Stornetic zu einem Stromspeicher weiterentwickelt.

Rotor beschleunigt im Vakuum auf 45.000 RPM

Die Ingenieure haben einen 60 kg leichten Rotor aus Kohlenstofffaser entwickelt, der in einem Stahlgehäuse auf eine Geschwindigkeit von 45.000 UpM beschleunigt. Zum Vergleich: Schnelle Formel-1-Motoren bringen es auf rund 20.000 Umdrehungen. „Erreicht werden die hohen Geschwindigkeiten, weil sich der Rotor in einem Vakuum befindet“, erklärt Stornetic-Sprecher Tobias Gottwald der Wirtschaftswoche.

Funktionsweise des Schwungrads: Ein Rotor aus Kohlenstofffasern beschleunigt auf 45.000 Umdrehungen pro Minute. Beim Abbremsen gewinnt das System Energie zurück. 

Funktionsweise des Schwungrads: Ein Rotor aus Kohlenstofffasern beschleunigt auf 45.000 Umdrehungen pro Minute. Beim Abbremsen gewinnt das System Energie zurück.

Quelle: Stornetic

Der Rotor wird kurzerhand zum Stromspeicher, indem er elektrische Energie in mechanische umwandelt. Beim Abbremsen wird der Motor zum Generator und ermöglicht die Rückgewinnung der Energie. 16 Schwungräder hat Stornetic in einem 40-Fuß-Standardcontainer untergebracht und stellt damit eine Batterie zur Verfügung, die bei Lastspitzen kurzfristig bis zu einem Megawatt Leistung bereitstellt. Der modulare Aufbau des Systems mache aber auch noch größere Lösungen möglich.

Energiespeicher soll in Windparks zum Einsatz kommen

Der Stromspeicher namens Durastore kommt zukünftig in Windparks zum Einsatz. „Die Volatilität der Windkraft wird die Windparkbetreiber künftig vor große Herausforderungen stellen“, sagt Stornetic-Geschäftsführer Rainer vor dem Esche. Die Speichermaschine ermögliche es, „Lastspitzen abzufangen und auf diese Weise die Leistung ganzer Parks gleichmäßiger und vorhersehbar zu machen.“ Die Reaktionszeit liegt im Bereich weniger Millisekunden.

Durastor von Stonetic. 16 Rotoren sind in einem 40-Fuß-Standardcontainer untergebracht. Sie sind auf eine Lebensdauer von 20 Jahren ausgelegt. 

Durastor von Stonetic. 16 Rotoren sind in einem 40-Fuß-Standardcontainer untergebracht. Sie sind auf eine Lebensdauer von 20 Jahren ausgelegt.

Quelle: Stornetic

Der Schwungradspeicher ist im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien auf eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren ausgelegt. Er meistert 100.000 Aufladungen. Gottwald: „Er macht nicht so schnell schlapp wie eine Batterie.“ Diesen Vorteil spielt der Stromspeicher auch bei anderen Anwendungen aus – etwa in Straßen- und U-Bahnen. Dort speichert er Energie, die beim Bremsen frei wird, kurzfristig für den stromfressenden Start.

Bei der Speicherung regenerativer Energie zeigen sich Ingenieure fantasievoll: Ingenieure des Essener Baukonzerns Hochtief haben die Idee, Energie in riesigen hohlen Betonkugeln am Meeresgrund zu speichern. Und in Norddeutschland suchen Forscher nach unterirdischen Plätzen für Salzkavernen, in denen sich Windenergie als Druckluft speichern lässt.

 

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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