StEnSea - Stored Energy in the Sea

Das StEnSea-System besteht aus einer hohlen Beton Kugel, die das Speicherreservoir darstellt, und einer eingesetzten technischen Einheit, die die Pumpenturbine, ein steuerbares Ventil und die Komponenten der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) enthält. Die technische Einheit kann aus der am Meeresboden installierten Betonkugel herausgenommen, an Land gewartet oder repariert und anschließend wieder eingesetzt werden. Eine leere Kugel entspricht einer vollständig aufgeladenen Speichereinheit. Zum Entladen des Speichers wird das Ventil geöffnet und Wasser kann durch die Pumpturbine in die Kugel strömen. Das zufließende Wasser treibt über die Turbine den Generator an, welcher Strom ins Netz einspeist. Das Aufladen erfolgt durch das Leerpumpen der Kugel gegen den Umgebungsdruck des Wassers. Die dafür benötigte Energie wird aus dem elektrischen Netz entnommen.

Die technoökonomische Bewertung hat gezeigt, dass die Kosten des StEnSea-Systems ähnlich zu denen konventioneller Pumpspeicher sind. Der Bau konventioneller Pumpspeicher hat erhebliche Auswirkungen auf das Landschaftsbild und den lokalen Wasserhaushalt. Der Einfluss der StEnSea-Technologie auf die Umwelt wird als wesentlich geringer eingeschätzt, weshalb hier keine größeren Einschränkungen bei der Auswahl von neuen Standorten erwartet werden. Ein weiterer Vorteil der Technologie ist der modulare Aufbau. In einem StEnSea-Park können beliebig viele Einheiten zusammengeschaltet werden, wodurch unterschiedliche Leistungen und Kapazitäten erreicht werden können. Dies erhöht die Flexibilität  der Technologie und damit die Bandbreite möglicher Anwendungen.

Durch den Einsatz eines geografisches Informationssystem (GIS) wurden potentielle Standorte weltweit identifizieret. Dabei wurden die folgenden Parameter und Schwellenwerte verwendet, um das weltweite Potenzial der StEnSea-Technologie zu ermitteln:

• Wassertiefe: 600 m - 800 m
  
• Steigung:  ≤ 1°
  
• Entfernung zum Stromnetz: ≤ 100 km
• Entfernung zu Häfen/Standorten von denen aus die Wartung erfolgen kann: ≤ 100 km
• Entfernung zu Häfen/Standorten von denen aus die Installation erfolgen kann: ≤ 500 km
• Standorte mit ungeeigneter Geomorphologie wie Gräben, Grate, Täler, Schluchten sowie Steilwände wurden ausgeschlossen.

In einem Folgeprojekt (z.Z. in Verhandlung mit dem Fördergeber) soll ein Prototyp im Maßstab 1:3 in tiefem Wasser installiert werden. Ziel ist es, die Offshore Logistik, die Installation und den Betrieb über einen längeren Zeitraum zu untersuchen. Durch den geplanten Langzeitbetrieb wird es möglich sein, langfristige Auswirkungen auf die Betonkugel und die Pumpturbine zu analysieren und zu bewerten. Die geplanten Arbeiten können die Technologie auf TRL 6 anheben und bereiten daher die Realisierung von kommerziellen Großprojekten vor. Wenn an die vielversprechenden Ergebnisse des ersten Forschungsprojekts angeknüpft werden kann, hat die StEnSea-Technologie großes Potenzial ein wichtiger Bestandteil des zukünftigen Energiespeicherportfolios zu werden.

Die Expo hat die Zukunft im Blick. Der Deutsche Pavillon CAMPUS GERMANY bietet rund um das Thema Nachhaltigkeit beeindruckende Innovationen und interessante Einblicke in Forschung und Wissenschaft. Als einer von rund 40 Partnern ist das Fraunhofer IEE im deutschen Pavillon mit dem Forschungsprojekt StEnSea – Stored Energy in the Sea vertreten.