Die Wissenschaft entdeckt immer neue Möglichkeiten zur Energieerzeugung. In Süddeutschland prüft das Fraunhofer-Institut in Kassel eine bislang nicht genutzte Möglichkeit. In einem Pilotprojekt soll mit sogenannten Kugelpumpspeicherwerken Energie erzeugt werden. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Energiereserve unter Wasser
Ein Kugelpumpspeicherwerk ist rein optisch betrachtet eine große Betonkugel, in diesem Projekt mit einem Durchmesser von drei Metern. Zwei dieser Werke werden vom Frauenhofer-Institut im baden-württembergischen Überlingen in das Wasser gelassen. Von dort aus sollen die Energieerzeuger anschließend in 100 Meter Tiefe auf den Grund des Bodensees gelassen werden. Je tiefer die Kugeln liegen, umso höher ist der Wasserdruck und damit auch die Leistungsfähigkeit.
Mit der Kraft des Wassers sollen die Kugelpumpspeicherwerke dann Energie erzeugen. Die Funktionsweise ähnelt dem Prinzip, das auch bei Pumpspeicherwerken zur Energieerzeugung genutzt wird.
Beste Bedingungen am Bodensee
Verläuft das Projekt erfolgreich, könnten die Betonkugeln vor allem in der Nähe von Offshoreanlagen zum Einsatz kommen. Sie dienen dort als Energiereserve bei Flaute. Herrschen keine günstigen Windbedingungen für Windkraftanlagen, dann ersetzen die Kugelpumpspeicherwerke die Energieerzeugung.
Das Pilotprojekt wird zunächst im Bodensee getestet, da die Forscher dort beste Bedingungen vorfinden. Zum einen ist Süßwasser nicht so aggressiv wie das Salzwasser der Meere, die Strömung des Bodensees ist zudem berechenbarer. Hinzu kommen die günstigen Arbeitsbedingungen von Überlingen aus. Die Dauer des Projektes des Frauenhofer-Institutes ist zunächst auf vier Wochen beschränkt. Anschließend sollen die Kugeln wieder aus dem Meer gehoben und die Daten ausgewertet werden. Bis Kugelpumpspeicherwerk als zukunftssichere Lösungen zum Einsatz kommen können noch viele Jahre vergehen.
So funktioniert ein Kugelpumpspeicherwerk
Das Wirkprinzip dieser Energieerzeuger ist einfach und unanfällig für Fehler. Unter Wasser werden die Ventile der leeren Betonkugeln bei schwachen Windbedingungen geöffnet. Hineinströmendes Wasser in die Leeren Kugeln treibt dabei Turbinen an, die Energie erzeugen. Je höher der Wasserdruck ist, umso höher ist auch die Energieerzeugung. Sind die Kugeln mit Wasser gefüllt, dann werden sie mit einer Pumpe wieder entleert. Die Energie dafür wird von den Windkrafträdern erzeugt, sobald wieder günstige Windverhältnisse herrschen.
Während des Pilotprojekts kommen Kugelpumpspeicherwerke mit einem Durchmesser von drei Metern zum Einsatz. Eine solche Kugel besitzt ein Volumen von rund 15 m³. Sollte das Pilotprojekt positiv verlaufen, dann können im offenen Meer deutlich größere Betonkugeln zum Einsatz kommen. Geplant sind Kugeln mit einem Durchmesser von 30 Metern, das Volumen würde dann mehr als 14.000 m³ betragen.