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 (öffnet in neuem Fenster).
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.
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 (öffnet in neuem Fenster) am Meeresgrund zu speichern. Und in Norddeutschland suchen Forscher nach unterirdischen Plätzen für Salzkavernen, in denen sich Windenergie als Druckluft speichern lässt.
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