Energiewende TU Dresden baut riesigen Schwungradspeicher

Nicht immer scheint die Sonne, weht der Wind. Energiespeicher sind deswegen einer der wichtigsten Bestandteile des Konzepts der Energiewende. Ein neuer Typ kommt jetzt von der TU Dresden.

Das Foto zeigt den fertig montierten RKS-Demonstrator von oben betrachtet
Der fertige Rotationskinetische Speicher in Boxberg. Innen dreht sich im Vakuum ein riesiges Schwungrad und kann kurzfristig hohe Energien speichern. Bildrechte: Stiftungsprofessur für Baumaschinen

Akkus (auch die in den E-Autos), Pumpspeicherwerke, Power-to-Liquid/Gas (Umwandlung von elektrischem Strom in Flüssigkraftstoff), Druckluftspeicher – es gibt bereits etliche Ideen, um Strom zu speichern. Jetzt kommt eine hinzu, die es bisher in dieser Dimension noch nicht gab. Entwickelt von einem Forschungsteam der TU Dresden. Sie heißt: Rotationskinetischer Speicher (RKS).

Teilschnittdarstellung der Konstruktion des Rotationskinetischen Speichers mit Mensch als Bezugsgröße
Der Vergleich mit einem Menschen zeigt in dieser Grafik die Größe des Speichers und der Rotationsscheiben. Bildrechte: Stiftungsprofessur für Baumaschinen

"Ziel war es, einen langlebigen, dynamischen und hocheffizienten Energiespeicher zu entwickeln, der direkt neben einem Windrad, also dort wo der Strom erzeugt und mit geringen Verlusten übertragen wird, errichtet werden kann. Hierfür war es notwendig, völlig neue Anforderungen an das Speichersystem zu stellen und Grenzen der Technologie zu erweitern", erklärt Dr. Thomas Breitenbach von der projektleitenden Stiftungsprofessur für Baumaschinen in einer Mitteilung der TU Dresden. Die Nutzung solcher Speicher war laut TU bisher an Windparks wirtschaftlich nicht sinnvoll, weil sie in großer Anzahl miteinander kombiniert werden müssten.

Fünf Mal höhere Kapazität

Der neue Rotationskinetische Speicher hat der TU Dresden zufolge im Gegensatz zu verfügbaren Geräten eine deutlich höhere Kapazität, fünf Mal höher als die bisher größten Anlagen. In Zahlen: Die erreichte Speicherkapazität beträgt 500 kWh und die elektrische Lade- und Entladeleistung 500 kW. Somit können große Teile der Windenergie vor Ort gespeichert werden. Moderne Windkraftanlagen erreichen heute Leistungen von um die fünf Megawatt und können bis zu 6.000 Haushalte mit Strom versorgen.

Rotationsmassenspeicher in Verbindung mit Windkraftanlagen
Nach 5 Jahren Planung wurde der Rotationskinetische Speicher 2021 in Boxberg installiert. Bildrechte: SKM GmbH

Der RKS aus Dresden, der in Boxberg aufgestellt wurde, ist ein Demonstrator. Mit diesem überdimensionalen Schwungrad wollen die Forschenden die Möglichkeiten und Grenzen solcher Kurzfristspeicher testen. Neben der TU Dresden sind verschiedene Praxispartner an dem Projekt beteiligt: SKM (Boxberg), BITSz (Zwickau), Adenso (Moritzburg), IBAF (Dresden) und VSB Service (Dresden).

Rekuperation – kennen Sie schon

Rotationskinetische Speicher sind keine neue Erfindung. Schwungräder finden in der Technik vielfältig Anwendung. Bei dem Speicher wird mit dem überschüssigen Strom zunächst ein übergroßes Rad in einer Vakuumkammer in Drehung versetzt. Einmal in Schwung speichert es die Energie in Form seiner Drehung, bis es mit einem Generator wieder abgebremst wird und dabei die in der Bewegung steckende Energie wieder in Strom zurückgewandelt wird. Etwas ähnliches kennen Sie auch aus Elektroautos. Dort wird auf diese Art ein Teil der Bremsenergie wieder zurückgewonnen, dann wird der Motor zum Generator. Das Verfahren dort nennt sich Rekuperation.

gp

12 Kommentare

Friedbert Schaefer vor 4 Wochen

Interessant wäre noch, mit welchen Lagern dieser Demonstrator ausgestattet ist. Mit supraleitenden Magnetlagern wären nach meiner Einschätzung Langfristspeicher mit 10-facher Speicherkapazität möglich.

MDR-Team vor 4 Wochen

@woldor,
die 5 MW sind die maximale Leistung je Stunde. Sie haben also nicht ganz unrecht. Im günstigsten Fall ist das der Speicher schnell voll. Da ist also – trotz Verfünffachung des Speichervolumens – noch viel Luft nach oben. Aber es ist trotzdem schon ein großer Schritt. Und es hat weniger mit rechnen zu tun (die Forschenden wissen das), sondern mehr mit den Möglichkeiten der Technologie. Schließlich geht es um die Erforschung des Potentials.

woldor vor 4 Wochen

Das hat man nicht richtig gerechnet:
Wenn ein Windkraftwerk 5MW leistet, dann sind die 500kWh Speicher nach 1/10 Stunde, also nach 6 Minuten voll.
Entweder stimmen ihre Zahlen nicht oder das System ist unnütz.

Ein Auto tankt Wasserstoff 5 min
Bildrechte: imago images/Rupert Oberhäuser