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Bauingenieur - Ausgabe 08-2013, S. 291-300

STENSEA – Die bauliche Konzeption eines Tiefsee-Energiespeichers

Der zunehmende Ausbau der fluktuierenden erneuerbaren Energien bedingt die Entwicklung geeigneter Energiespeicher. Ein Konsortium unter Führung der HOCHTIEF Solutions AG untersucht derzeit ein System zur Energiespeicherung im Meer. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt trägt den Namen STENSEA – STored ENergy in the SEA. Das Funktionsprinzip gleicht dem herkömmlicher Pumpspeicherkraftwerke. Auf dem Meeresgrund wird ein künstlicher Hohlraum mit integrierter Pumpturbine als unteres Wasserbecken geschaffen. Das obere Wasserbecken ist das Meer selbst, wobei das Druckgefälle mit der Wassertiefe zunimmt. Wird Energie benötigt, strömt das Wasser in den künstlichen Hohlraum ein und treibt die Turbine zur Stromerzeugung an. Steht überschüssige Energie zur Verfügung, kann das Wasser aus dem Hohlraum herausgepumpt und somit der Energiespeicher wieder aufgeladen werden.Im vorliegenden Artikel wird die bauliche Konzeption des Tiefsee-Energiespeichers erläutert. Ein erster Ansatz verfolgt den Bau des künstlichen Hohlraums als Betonhohlkugel mit dicken Wänden. Die Form der Kugel zeigt deutliche Vorteile hinsichtlich des Tragverhaltens der Baustruktur, ist andererseits jedoch eine große Herausforderung für die Herstellung. Dennoch zeigen erste Machbarkeitsuntersuchungen und vertiefende Studien, dass aus heutiger Sicht die technische Machbarkeit gegeben ist und auch die Wirtschaftlichkeit erzielt werden kann.

STENSEA – The Structural Concept of an Underwater Pumped Hydro Storage System

The increasing installation of renewable fluctuating energy production facilities requires the development of adequate energy storage systems. A consortium led by HOCHTIEF Solutions AG is investigating an underwater pumped hydro storage system. The R&D project is named STENSEA – STored ENergy in the SEA.The functional principle is similar to ordinary pumped-storage plants. An artificial cavity with an integrated reversible pump turbine is placed on the sea bed as the lower reservoir. The upper reservoir is the sea itself, where the pressure gradient roughly corresponds to the depth of water. When power is needed, water flows into the artificial cavity and drives the turbine thus generating power. If surplus power is available, water can be pumped out of the cavity again, thus effectively charging the storage system.This publication features the structural concept of the underwater pumped hydro storage device. The first approach aims to build an artificial cavity as a hollow concrete sphere with thick walls. This sphere design is advantageous with regard to the load-bearing behavior of the structure, but on the other hand it constitutes a big challenge for the construction. Nevertheless first feasibility and in-depth studies show that from the present point of view the technical feasibility is proven and the economic efficiency can be achieved.

Autor(en):
Garg, A.; Glowienka, S.; Meyer, J.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
Bauingenieur 08-2013, Seite 291-300
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