Genau so funktionieren Schwungmassenenergiespeicher: Es sind in der Regel große Scheiben, die mit Hilfe eines Elektromotors in Schwung gebracht werden und sich dann im Leerlauf drehen. Wenn die Energie wieder gebraucht wird, kuppelt ein Generator ein und bremst die Scheibe -- so kann die gespeicherte Energie wieder frei gesetzten werden, wie hier an der Technischen Universität Braunschweig.
Schwungräder sind besonders gut geeignet, um Energie blitzschnell aufzunehmen und abzugeben. Fällt der Strom aus, kann ein Schwungrad schon nach nur 2 Millisekunden die Versorgung übernehmen. Wolf Rüder Canders von der TU Braunschweig hatte daher die Idee, aus den Schwungscheiben ein völlig neues Notstromaggregat zu konstruiern, mit dem sich diese kurzen Momente ohne Strom überbrücken lassen. Allerdings müssten dafür die Speicher Tag- und Nacht bereit sein, sich also rund um die Uhr drehen – und mit der konventionellen Technik ist das zu teuer, erklärt Canders.
Entscheidend sind die Leerlaufverluste.
Drei Widerstände stellen sich dem Schwungrad entgegen – und die will eine Forschergemeinschaft um Canders überwinden: Die Luft, die Magnetfelder und das Lager. Der Luftwiderstand bremst das Schwungrad; der Energietechniker will es daher in einem Vakuum laufen lassen. Auch die Magnetfelder vom Generator reduzieren den Schwung des Speichers – daher sind bei der Maschine die Magnetfelder abschaltbar. Und schließlich muss das Schwungrad gelagert werden, was ebenfalls Energie kostet. Daher sollen supraleitende Magnete die Masse berührungslos in der Schwebe halten. 2000 ging Wolf Rüdiger Canders davon aus, dass der erste Prototyp im Jahr 2004 getestet werden könnte.
Ja, der ist noch nicht so weit, wir wollen im nächsten Jahr ein 1:1 Muster aufbauen, wie immer in der Technik kämpft man dann nachher ja mit den Details, da gibt es dann ja die eine oder andere Verzögerung, so haben sich zum Beispiel bestimmte Arbeiten etwas länger hingezogen, auf der Leistungselektronikseite beispielsweise.
Die Leistungselektronik hat zwei Aufgaben: Sie pumpt Energie aus dem Netz in den Speicher und zieht diese von dort wieder heraus. Zum anderen sorgt sie dafür, das der Strom vom Energiespeicher auch zu dem Strom im Netz passt – also genau die richtige Spannung und die richtige Frequenz hat. Und die Versuche dauerten länger als geplant...
In Serie soll das natürlich alles viel leiser sein. Diese Tests sind abgeschlossen. Jetzt wollen die Ingenieure das erste Testmodell bauen.
Den wollen wir Ende nächsten Jahres fertig haben, und wenn alles glatt geht müssten wir in einem Jahr wieder hier sitzen können und dann hoffentlich auf ein rotierendes System blicken können.
Die Zeit aber drängt: auch Techniker aus Japan und den USA haben den Markt entdeckt.
Ja, das ist ein gewisser Wettlauf, der da stattfindet; die Firma Boeing ist da sehr stark engagiert, mit entsprechend starker, staatlicher Förderung, (...) auch Hardwaremäßig, stehen die sehr gut da, die haben also einen entsprechenden Speicher schon einmal erprobt, und wir beobachten sehr genau, wie die Arbeiten dort weitergehen. 56’46 Weitere Aktivitäten, von denen man oft nicht so viel hört, finden in Japan statt, (...) auch dort hat man bereits erste Experimente mit einem großen Speicher gemacht, die noch im wesentlich im Grundlagenbereich stecken, (...) und da muss man ganz nüchtern sehen, dass diese Leute auch über die gleichen Anwendungen nachdenken wie wir.
Anders als die Deutschen haben die Konkurrenten also schon ein 1:1 Testmodell gebaut. Trotzdem rechnet sich Wolf-Rüdiger Canders gute Chancen aus, das Wettrennen zu gewinnen.
Wir haben zum Beispiel im Augenblick, was die Qualität der Supraleiterproduktion angeht, eine Welt-Spitzenproduktion, wir haben also auch auf dem Gebiet der Leistungselektronik mit unserer letzten Entwicklung einen Weltrekord aufgestellt, .. und insofern haben wir eigentlich eine recht gute Position; die wir natürlich versuchen müssen auszubauen und zu halten, nicht?
Noch weitere 4 Jahre, schätzt der Forscher, werde es dauern, bis die Technik serienreif ist. So lange benötigen die Techniker, bis das erste Testmodell geprüft, der erste Prototyp gebaut und die Techniker sicher sind, dass der neue Energiespeicher mit Namen Dynastore auch wirklich jeden Tag rund um die Uhr sicher läuft.
Schwungräder sind besonders gut geeignet, um Energie blitzschnell aufzunehmen und abzugeben. Fällt der Strom aus, kann ein Schwungrad schon nach nur 2 Millisekunden die Versorgung übernehmen. Wolf Rüder Canders von der TU Braunschweig hatte daher die Idee, aus den Schwungscheiben ein völlig neues Notstromaggregat zu konstruiern, mit dem sich diese kurzen Momente ohne Strom überbrücken lassen. Allerdings müssten dafür die Speicher Tag- und Nacht bereit sein, sich also rund um die Uhr drehen – und mit der konventionellen Technik ist das zu teuer, erklärt Canders.
Entscheidend sind die Leerlaufverluste.
Drei Widerstände stellen sich dem Schwungrad entgegen – und die will eine Forschergemeinschaft um Canders überwinden: Die Luft, die Magnetfelder und das Lager. Der Luftwiderstand bremst das Schwungrad; der Energietechniker will es daher in einem Vakuum laufen lassen. Auch die Magnetfelder vom Generator reduzieren den Schwung des Speichers – daher sind bei der Maschine die Magnetfelder abschaltbar. Und schließlich muss das Schwungrad gelagert werden, was ebenfalls Energie kostet. Daher sollen supraleitende Magnete die Masse berührungslos in der Schwebe halten. 2000 ging Wolf Rüdiger Canders davon aus, dass der erste Prototyp im Jahr 2004 getestet werden könnte.
Ja, der ist noch nicht so weit, wir wollen im nächsten Jahr ein 1:1 Muster aufbauen, wie immer in der Technik kämpft man dann nachher ja mit den Details, da gibt es dann ja die eine oder andere Verzögerung, so haben sich zum Beispiel bestimmte Arbeiten etwas länger hingezogen, auf der Leistungselektronikseite beispielsweise.
Die Leistungselektronik hat zwei Aufgaben: Sie pumpt Energie aus dem Netz in den Speicher und zieht diese von dort wieder heraus. Zum anderen sorgt sie dafür, das der Strom vom Energiespeicher auch zu dem Strom im Netz passt – also genau die richtige Spannung und die richtige Frequenz hat. Und die Versuche dauerten länger als geplant...
In Serie soll das natürlich alles viel leiser sein. Diese Tests sind abgeschlossen. Jetzt wollen die Ingenieure das erste Testmodell bauen.
Den wollen wir Ende nächsten Jahres fertig haben, und wenn alles glatt geht müssten wir in einem Jahr wieder hier sitzen können und dann hoffentlich auf ein rotierendes System blicken können.
Die Zeit aber drängt: auch Techniker aus Japan und den USA haben den Markt entdeckt.
Ja, das ist ein gewisser Wettlauf, der da stattfindet; die Firma Boeing ist da sehr stark engagiert, mit entsprechend starker, staatlicher Förderung, (...) auch Hardwaremäßig, stehen die sehr gut da, die haben also einen entsprechenden Speicher schon einmal erprobt, und wir beobachten sehr genau, wie die Arbeiten dort weitergehen. 56’46 Weitere Aktivitäten, von denen man oft nicht so viel hört, finden in Japan statt, (...) auch dort hat man bereits erste Experimente mit einem großen Speicher gemacht, die noch im wesentlich im Grundlagenbereich stecken, (...) und da muss man ganz nüchtern sehen, dass diese Leute auch über die gleichen Anwendungen nachdenken wie wir.
Anders als die Deutschen haben die Konkurrenten also schon ein 1:1 Testmodell gebaut. Trotzdem rechnet sich Wolf-Rüdiger Canders gute Chancen aus, das Wettrennen zu gewinnen.
Wir haben zum Beispiel im Augenblick, was die Qualität der Supraleiterproduktion angeht, eine Welt-Spitzenproduktion, wir haben also auch auf dem Gebiet der Leistungselektronik mit unserer letzten Entwicklung einen Weltrekord aufgestellt, .. und insofern haben wir eigentlich eine recht gute Position; die wir natürlich versuchen müssen auszubauen und zu halten, nicht?
Noch weitere 4 Jahre, schätzt der Forscher, werde es dauern, bis die Technik serienreif ist. So lange benötigen die Techniker, bis das erste Testmodell geprüft, der erste Prototyp gebaut und die Techniker sicher sind, dass der neue Energiespeicher mit Namen Dynastore auch wirklich jeden Tag rund um die Uhr sicher läuft.