Pumpspeicherkraftwerke für das Flachland im Fokus des Projekts Alpheus

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Marschlandschaft an der deutschen Nordseeküste. Bildnachweis: Nils Goseberg/TU Braunschweig

Das kürzlich gestartete Projekt Alpheus, an dem die Technische Universität (TU) Braunschweig beteiligt ist, befasst sich mit der Entwicklung von Pumpspeicherkraftwerken (PSK) für das Flachland. Länder wie die Niederlande und Belgien verfügen nicht über die für Pumpspeicherkraftwerke erforderliche natürliche Topografie mit großen Höhenunterschieden in der Landschaft, wie in den Bergregionen der deutschen Mittelgebirge und den Alpen. Darauf weist die TU in einer Mitteilung hin.

Die größte Herausforderung für die breite Etablierung von Pumpspeicherlösungen sei das Fehlen einer geeigneten RPT-Technologie (Reversible Pump-Turbine), die sowohl im Pump- als auch im Turbinenbetrieb bei niedrigen Förderhöhen effizient arbeiten kann. Im Rahmen des Forschungsprojekts Alpheus entwickeln deshalb Forscher aus den Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik, Bauingenieurwesen und Fischökologie zwei neue RPT-Prototypen.

Im Bereich der elektrotechnischen Entwicklung arbeitet die TU Braunschweig mit der Universität Gent (Belgien) und der Universität Uppsala (Schweden) zusammen. Wissenschaftler vom Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) an der TU Braunschweig binden die Einheit zur Stromerzeugung in ein Modell des Stromnetzes ein. Anschließend messen sie dessen Auswirkungen auf das Netz. Dies ermögliche eine Bewertung, wie größere Stromnetze auf die dezentrale Energiespeicherung reagieren.

Analyse von Standorten entlang der europäischen Küstenlinien

In Bezug auf die Standortwahl für neue und nachzurüstende Pumpensysteme und Becken kooperiert die TU Braunschweig mit der Universität Stuttgart, der Technischen Universität Delft (Niederlande), dem IHE Delft Institute for Water Education (Niederlande) sowie der Universität Pau (Frankreich) und der Region Adour. Die Partner analysieren Standorte entlang der europäischen Küstenlinien für die Anwendung von Pumpspeicherkraftwerken. Es werden konzeptionelle Entwürfe für neue und nachgerüstete PSK-Becken mit niedriger Förderhöhe entworfen. Eine umfassende Beurteilung der mechanischen, elektrischen und strukturellen Komponenten soll es ermöglichen, die Kosten dieser Systeme zu bestimmen und die Risiken zu bewerten. Tools zur Informations- und Entscheidungsunterstützung werden entwickelt, um das Wissen in die Gesellschaft zu tragen.

Die Forschungsdaten von Alpheus dienen den Angaben zufolge als Grundlage für die Konstruktion eines vollständigen 50 kW-Modells sowohl der Turbine als auch der Stromgewinnungseinheit (Power take-off, PTO). Diese Modelle werden im Wasserbaulabor des Leichtweiß-Instituts für Wasserbau an der TU Braunschweig unter realistischen Förderhöhen- und Strömungsbedingungen gemeinsam mit den Partnern getestet. Die Ergebnisse des Modellversuchs sollen in die Weiterentwicklung der mechanischen und elektrotechnischen Komponenten des Projekts zurückfließen, die auf die Auslegung eines 10-MW-Prototyps der RPT-Anlage abzielen.

Das mit fünf Mio. € geförderte Projekt wird durch das „Horizont 2020“-Programm der Europäischen Union finanziert. Die TU Braunschweig erhält anteilig eine Förderung in Höhe von rund 923.000 €. Das Projekt Alpheus, das von der Technischen Universität Delft in den Niederlanden koordiniert wird, ist am 1. April 2020 mit Laufzeit von vier Jahren gestartet.

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