Schwerkraftbatterie
Eine Gravitationsbatterie speichert Energie in Form von potentieller Energie durch Höhenänderung einer großen Masse unter Ausnutzung der Schwerkraft. Ein Beispiel stellen Pumpspeicherkraftwerke dar, welche als Masse flüssiges Wasser verwenden.
Funktionsprinzip[Bearbeiten]
Bei der Schwerkraftbatterie wird eine Masse durch Zuführung von Energie im Gravitationsfeld angehoben. Bei Absenkung der Masse im Gravitationsfeld wird die gespeicherte Energie freigesetzt und beispielsweise zur Gewinnung von elektrischer Energie verwendet.
Es werden verschiedene Prinzipien vorgeschlagen:
- Hydraulische Systeme mit Wasser als Masse: siehe Pumpspeicherkraftwerk
- Hydraulische Systeme mit Wasser als Hebekraft: Eine sehr große Masse wird mittels durch Pumpen erzeugten Wassserdrucks angehoben. Bei der Rückgewinnung der Energie funktioniert die Pumpe als Turbine.[1][2]
- Spezialfall Gas-System unter Wasser: Gasgefüllte Ballone (oder Container) werden an den Meeresboden hinuntergezogen. Die Energie kann beim Aufsteigenlassen der Ballone wieder abgerufen werden.[3]
- Kransystem als Turm: Ein Kransystem hebt tonnenschwere Blöcke aufeinander. Beim Abbau des so entstehenden Turmes können die Elektromotoren der Kranarme als Generatoren verwendet werden.
- Kransystem im Schacht: Ein Kransystem hebt hebt ein sehr großes Gewicht in einem Schacht. Zur Energierückgewinnung werden beim Absenken des Gewichts die Elektromotoren als Generatoren verwendet.
Geschichte[Bearbeiten]
Pumpspeicherwerke wurden schon in vorindustriellen Zeiten verwendet: Windmühlen förderten dabei Wasser für Wassermühlen. Ein frühes Werk mit einer Turbine stand in Gattikon in der Schweiz und nutzte ab 1863 die Höhendifferenz von der Sihl auf etwa 470 m und dem speziell für das Werk erstellten Waldweiher auf 545 m.[4]
Versuchsprojekte[Bearbeiten]
Energy Vault[Bearbeiten]
Die Besonderheit einer Versuchsanlage des 2017 gegründeten Schweizer Unternehmens Energy Vault ist die Einfachheit der verwendeten Elemente. Als Gewichte sollen Betonblöcke gehoben und aufeinandergestapelt werden.[5] Der Tessiner Ingenieur Andrea Pedretti schuf das Konzept.[6] Der Wirkungsgrad der Anlage wurde zwischen 80 und 85 Prozent veranschlagt.[5][7] In Castione-Arbedo wurden zunächst mit einem Baukran Gewichte von 500 kg gestapelt.[8] Im Jahr 2020 wurde in einem nächsten Schritt eine 60 m hohe Versuchsanlage mit den speziellen sechs Kranauslegern gebaut. Diese Anlage wird nach dem Ende der Tests im Jahr 2021 nach Indien gebracht.
Gravitrycity[Bearbeiten]
Die Schottische Gesellschaft für Energiespeicherung Gravitrycity will künstliche Schächte anlegen (oder alte Grubenschächte nutzen) und darin ein Gewicht anheben und absenken. In ausgebauten Schächten soll zusätzlich auch Gasspeicherung und Wärmegewinnung möglich sein. Die erste Testanlage von Gravitrycity stand jedoch oberirdisch und ohne die Zusatzmöglichkeiten im Hafen von Edinburgh.[9] Am 21. April 2021 fand die erste Energie-Rückgewinnung statt.[10]
Einzelnachweise[Bearbeiten]
- ↑ Die Welt als Batterie - Gravitationsspeicher auf der Energy Storage Europe
- ↑ Heindl: Technisches Konzept
- ↑ Lift-re.com
- ↑ Hans-Peter Bärtschi: Ein Pumpspeicherwerk von 1863. In: Electrosuisse (Hrsg.): Bulletin. Nr. 2, 2013, S. 32–35 (electrosuisse.ch [PDF]).
- ↑ 5,0 5,1 Revolutionäre Methode zur Speicherung erneuerbarer Energie, Swissinfo, 1. Dezember 2019
- ↑ Kann dieser Turm unsere Energiezukunft sichern?, SRF, 3. Januar 2020
- ↑ Stacking concrete blocks is a surprisingly efficient way to store energy, Quartz, 22. Juli 2019
- ↑ Tessiner Startup revolutioniert die Stromspeicherung, Handelszeitung, 6. Dezember 2018
- ↑ Gravitricity adds hydrogen to the underground energy storage mix, powerengineeringint.com, 21. Mai 2021
- ↑ Gravitricity battery generates first power at Edinburgh site, BBC, 21. April 2021
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