Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs - Kurzfassung und Folgeentwicklungen

Dieser Fachaufsatz stellt eine Kurzfassung und Informationen zu Folgeentwicklungen der Dissertation „Hybride Modellierung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs“ dar. Der Fokus liegt auf der Analyse der grundlegenden hydrodynamischen Prozesse sowie auf den für potenzielle unterirdische Pumpspeicherreservoirs entwickelten Bemessungsansätzen. Deren Kenntnis stellt die Grundlage für eine erfolgreiche Realisierung der Speicherkraftwerke dar und muss in deren zukünftige Planung und Projektierung miteinbezogen werden.

1 Unterirdische Pumpspeicherwerke

Die zukünftige Energieversorgung soll wettbewerbsfähig, sicher und nachhaltig sein. Europa hat das Ziel, im Jahr 2050 der weltweit erste klimaneutrale Kontinent zu sein [1]. Um dieses Ziel zu erreichen, muss ein Großteil des Stroms und der Wärme mithilfe von Energie aus nachhaltigen Quellen erzeugt werden. Diese sind stark vom Klima und den Wettersystemen abhängig. Diese Abhängigkeit führt zu Volatilität in der Energieerzeugung. Energieerzeugung und -nachfrage müssen ausgeglichen werden, was zu neuen Herausforderungen an zukünftige Technologien der Energieerzeugung sowie deren Zusammenspiel, an Netze sowie an Strom- und Wärmespeicher stellt. Leistungsstarke Energiespeicher im Kurz-, Mittel- und Langzeitspeicherbereich müssen bei diesem Ausgleich unterstützend mitwirken [2].

Unterirdische Pumpspeicherwerke sind potenzielle Energiespeicher, die teilweise oder vollständig unter der Erde errichtet werden würden. Ein Überschuss an elektrischer Energie würde genutzt werden, um Wasser aus einem niedrigen in ein höher gelegenes Reservoir zu pumpen und die Energie in Form von potenzieller Energie zu speichern. Bei einem Bedarf an elektrischer Energie würde durch das Ablassen des Wassers elektrische Energie mithilfe entsprechender Anlagen (Turbinen etc.) erzeugt werden [2]. Im Gegensatz zu klassischen Pumpspeicherwerken, bei denen alle Reservoirs über der Erde liegen, entstehen erhebliche Vorteile bzgl. Landnutzung, Flächenbedarf, Höhendifferenzen, Akzeptanz etc. [3]. Bild 1 zeigt schematisch einen beispielhaften Aufbau eines unterirdischen Pumpspeicherwerks.

2 Stand und Ziel der Forschung

Die seit über 100 Jahren in der Entwicklung stehenden unterirdischen Pumpspeicherwerke unterscheiden sich stark in ihren Designs. Geschlossene, untertägige, belüftete Systeme werden hier als sinnvoll erachtet. Dabei kann ihre geometrische Form und ihre Dimensionen entweder an die Form bestehender Hohlräume (z. B. stillgelegte Bergwerke) oder im Falle einer Neuauffahrung (z. B. im Festgestein) direkt an die spezifischen Anforderungen an Energiespeicher (z. B. Betrieb und Dimensionierung) angepasst werden [2].



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 05 (Mai 2020)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Professor Elana Pummer

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