21.09.2021

Meilenstein in der Energiewende: Wissenschaftler:innen der TU Dresden bauen einzigartigen Energiespeicher

In Boxberg/O.L. ist ein Rotationskinetischer Speicher (RKS) in Erstbetrieb gegangen, dessen Speicherkapazität seinesgleichen sucht. Nicht nur groß, sondern auch zukunftsorientiert ist die Entwicklung der Stiftungsprofessur für Baumaschinen der TU Dresden: Sie eignet sich, anders als andere Speicherlösungen, trotz ihres großen Speichervermögens für den dezentralen Einsatz in Windparks. Mit diesem Demonstrator erfolgte ein bedeutender Schritt dieser Technologie in Richtung Marktreife.

Das Foto zeigt den fertig montierten RKS-Demonstrator von oben betrachtet (Bild: Stiftungsprofessur für Baumaschinen)

Um die Stromversorgung auch bei Dunkelflaute zu sichern, muss Energie gespeichert werden und bei Bedarf schnell zur Verfügung stehen. Weil Windenergieanlagen und somit auch die Mengen des erzeugten Stroms immer größer werden, bedarf es Speicher mit hoher Speicherkapazität. Bislang gibt es in Windparks keine Möglichkeit, die anfallenden Energiemengen zu speichern. Die am Markt verfügbaren, kleineren RKS werden dort aus wirtschaftlichen Gründen nicht genutzt, weil sie in großer Anzahl miteinander kombiniert werden müssten.

Teilschnittdarstellung der Konstruktion des Rotationskinetischen Speichers mit Mensch als Bezugsgröße (Bild: Stiftungsprofessur für Baumaschinen)

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Dresden haben nun einen RKS entwickelt, der eine fünf Mal höhere Kapazität als das bislang größte RKS-System in Verbindung mit erneuerbarer Energiegewinnung aus Windkraft besitzt. „Ziel war es, einen langlebigen, dynamischen und hocheffizienten Energiespeicher zu entwickeln, der direkt neben einem Windrad, also dort wo der Strom erzeugt und mit geringen Verlusten übertragen wird, errichtet werden kann. Hierfür war es notwendig, völlig neue Anforderungen an das Speichersystem zu stellen und Grenzen der Technologie zu erweitern.“, erklärt Dr. Thomas Breitenbach von der projektleitenden Stiftungsprofessur für Baumaschinen. Mit der erreichten Speicherkapazität von 500 kWh und einer elektrischen Lade- und Entladeleistung von 500 kW haben die Forscher erfolgreich Neuland auf dem Gebiet einrotoriger RKS-Systeme betreten. Derzeit ist kein Kurzzeitspeicher dieser Art bekannt, der eine vergleichbare Speicherkapazität besitzt und sich für den Einsatz in zukünftigen erneuerbaren Energiesystemen eignet.

Umgesetzt wurde das ambitionierte BMWi-Projekt mit sächsischen Projektpartnern aus den Bereichen Maschinenbau, Anlagenbau, Hydraulik, Vakuumtechnologie, Elektrotechnik und Sensorik. In einem Anschlussvorhaben soll das Betriebsverhalten der errichteten Rotationsmassenspeicher-Anlage langfristig analysiert und zur Einsatzreife weiterentwickelt werden.