Forschung

Kurzfassung

Von besonderer Bedeutung ist in Zeiten knapper werdender Energieressourcen die Offshore-Windenergie aufgrund der hohen durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten auf See. Die Unstetigkeit des Windes erfordert allerdings ein intelligentes Kraftwerksmanagement an Land, das nur kostenaufwändig gehandhabt werden kann (Windfluktuation im Netz, ungünstige Leitungsausnutzung, Überlastung des Übertragungsnetzes).

Dazu wurde ein Offshore-Verbundkraftwerk aus Windenergie, (Schwach-) Gasverstromung und Druckluftspeicherung in Kavernen untersucht, um eine vollständige Ausnutzung der Übertragungskapazität sowie eine Grundlastversorgung aus Windenergie sicherzustellen.

Einige Ergebnisse sind z. B., dass die Erwärmung bzw. Abkühlung der Druckluft bei zyklischer Ein- und Ausspeicherung in erster Näherung mit ΔT/Δp  = 1,3°C/bar angenommen werden kann. Oder dass aus geologischer Sicht die drei miteinander verbundenen Salzstöcke Borkum, Lisa und Lollo nördlich der Insel Borkum für die Anlage von Druckluftspeicherkavernen geeignet erscheinen, da diese voraussichtlich aus gut solfähigen Zechsteinsalzen aufgebaut sind. Es ist ein thermodynamisches Modell der Kavernendruckluftspeicheranlage entwickelt worden, um belastbare Daten über das Verhalten bei vorgegebenen Leistungskurven zu erhalten. Darüber hinaus können durch die Offshoreverstromung von Schwachgas neue Potenziale geschaffen werden, wenn auch bisher unwirtschaftliche Gasfelder mit geringer Gasqualität zur Energiegewinnung genutzt werden. Durch die Integration von zusätzlichen Kraftwerksteilen offshore kann mittels Stromerzeugung durch Synchronmaschinen die Stabilität der Offshore-Netze, insbesondere bei HVDC-Anbindung, erhöht werden. Aus volkswirtschaftlicher Sicht lässt sich für die Stromgestehungskosten feststellen, dass ein Offshore-Verbundkraftwerk deutlich geringere externe Kosten aufweist als die sonst für die Grundlasterzeugung verwendeten Kraftwerke. Je nach Zinssatz sind „wahre Stromgestehungskosten“ in Höhe von neun bis elf Cent pro Kilowattstunde zu erwarten. Das Clausthaler Konzept ist aus volkswirtschaftlicher Sicht daher gleichauf mit Braunkohlekraftwerken und somit wettbewerbsfähig, denn die Kosten konventioneller Energieerzeugung werden weiter steigen. Im nächsten Entwicklungsschritt gilt es, das Clausthaler Konzept in die Praxis umzusetzen.

 

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