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Strom muss immer in dem Moment erzeugt werden, in dem er verbraucht wird. Der Stromverbrauch definiert damit eine Versorgungsaufgabe welche die eingesetzten Techniken zu erfüllen haben. Die Stromversorgungsaufgabe sollte so erfüllt werden, dass möglichst viele daran geknüpfte Forderungen und Erwartungen erfüllt werden.
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Bei Verfügbarkeit einer Technik, die in jedem Moment die Strommenge erzeugen kann, die nachgefragt wird, müsste, mit etwas Reserve, genau die Erzeugungskapazität geschaffen werden, die im Langzeitmaximum benötigt wird. Wird durch intelligentes Verbrauchsmanagement die Stromnachfrage vergleichmäßigt, dann reduziert sich die vorzuhaltende Erzeugungskapazität.
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Stromerzeugung aus fluktuierenden Quellen erfordert zwangsläufig die Bereithaltung von Ersatzkapazitäten, wenn der Verbrauch nicht unmittelbar an die Erzeugung gekoppelt werden kann. Die Schaffung und Bereithaltung der zusätzlichen Erzeugungskapazitäten erfordert einen höheren Investitions- und Betriebsaufwand als Erzeugungstechniken die verbrauchsangepasst betrieben werden können.
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Stromerzeugung aus fluktuierenden Quellen kann aus folgenden Motiven eingesetzt werden:
- 1. Andere Quellen stehen nicht zur Verfügung.
- 2. Andere Quellen verursachen höhere Kosten.
- 3. Andere Quellen sind mit unerwünschten Nebenwirkungen verbunden.
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Antwort zu (1) – andere Quellen stehen nicht zur Verfügung – wird in die ferne Zukunft gerichtet für fossile Energieträger eintreten. Antwort zu (2) – andere Quellen verursachen höhere Kosten – tritt in Zukunft mit Verknappung der Primärenergieträger ein. Bei Öl und Gas trifft sie zum Teil schon heute zu. Antwort zu (3) – andere Quellen sind mit unerwünschten Nebenwirkungen verbunden – sieht ein großer Teil unserer Bevölkerung als gegeben bei:
- • Der Kernkraft. Der Ausstieg aus dieser Technik ist derzeit gültiges Gesetz.
- • Der Kohleverstromung. Sie verändert die Zusammensetzung der Atmosphäre mit unumkehrbaren Folgewirkungen. Eine substanzielle Reduzierung der Emission von Treibhausgasen ist erklärtes Ziel unserer Politik.
- • Der Öl- und Gasverstromung. Sie verursacht ebenfalls Treibhausgase, wenn auch in geringerem Ausmaß als die Kohle. Zusätzlich befinden wir uns bei diesen Energieträgern in der Abhängigkeit von Lieferkartellen mit fragwürdiger Zuverlässigkeit.
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Auf Basis der geschilderten Situation wird der Ausbau der Windkraft in Deutschland mit Vehemenz vorangetrieben. Sie liefert bereits jetzt einen merklichen Anteil an der in Deutschland produzierten Strommenge, obwohl der Stromverbrauch nicht an die fluktuierende Erzeugung gekoppelt werden kann.
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Die erforderlichen Ersatzkapazitäten können auf zwei Arten gestellt werden. (1) Durch Schaffung von Erzeugungskapazitäten, die jederzeit verfügbar sind. (2) Durch Schaffung einer Überkapazität an fluktuierender Erzeugung in Verbindung mit Energiespeichern, welche die temporär stattfindende Überproduktion aufnehmen und damit die zeitweise zu geringe Produktion ausgleichen können. Der Ausgleich heute geschieht zu fast 100% mit Methode (1).
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Die energiewirtschaftliche Zielvorstellung der Bundesrepublik Deutschland in der Stromwirtschaft: Ausstieg aus der Kernkraft und aus der Nutzung fossiler Energieträger ist ohne die Schaffung von Speicherkapazitäten in erheblichem Umfang nicht umsetzbar. Selbst Teilziele, z.B. einen bestimmten Prozentsatz der benötigten Strommenge mit Wind (oder Sonne) zu erzeugen, wird ohne die Schaffung von Speichern nicht erreichbar sein, wenn nicht gleichzeitig riesige Ersatzkapazitäten mit bedarfsgerecht verfügbaren Energiequellen vorgehalten werden.
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Maßnahmenumfang zur Schaffung von Pumpspeichern:
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Grobe Abschätzung des Maßnahmenumfangs zur Schaffung der Speicherkapazität mittels Pumpspeichern:
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1 m3 Wasser auf einer Höhe von ca. 400 Metern speichert ca. die Energiemenge 1 kWh. Die gesamte Einspeisung an Windstrom im Jahr 2007 betrug ca. 40.000 GWh pro Tag im Schnitt gute 100 GWh, die Durchschnittsleistung liegt etwas über 4 GW. Zur Speicherung von 1 GWh benötigt man ca. 1 Mio m3 Wasser, entsprechend 1 Meter Tiefe·1 km2 Oberfläche.
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Maßnahmenumfang zur Schaffung von Pumpspeichern zum Jahresausgleich der Erzeugungsschwankungen der existierenden deutschen Windkraftanlagen (Abgabe: 100 GWh/Tag)
| Höhen-differenz | Gespeicherte Energie | | Pegelschwankung 5 Meter | | Pegelschwankung 20 Meter |
| | | | 1 Tag | 20 Tage | | 1 Tag | 20 Tage |
| [m] | [kWh/m3] | | [km2] | [km2] | | [km2] | [km2] |
| | | | | | | | |
| 100 | 0,26 | | 77 | 1545 | | 19 | 386 |
| 200 | 0,52 | | 39 | 773 | | 10 | 193 |
| 300 | 0,78 | | 26 | 515 | | 6 | 129 |
| 400 | 1,04 | | 19 | 386 | | 5 | 97 |
| 500 | 1,29 | | 15 | 309 | | 4 | 77 |
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Diese grobe Abschätzung des Flächenbedarfs für Pumpspeicherseen zeigt, dass dieser um viele Größenordnungen geringer ausfallen würde, als es der Anbauflächenbedarf für nachwachsende Rohstoffe wäre, wenn Windenergie ohne Speicher ausgeglichen würde.
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Nachfolgend wird der Flächenbedarf für verschiedene Speichervarianten unter der Annahme angegeben, dass der gesamte, derzeit in Deutschland verbrauchte Strom durch Wind- und Solarkraftanlagen erzeugt würde.
| Jahresstrombedarf | 600 | TWh | | | |
| durchschnittlicher Tagesbedarf | 1644 | GWh | = | 1,64 | TWh |
| Durchschnittsleistung | 68 | GW | | | |
| Turbinierungswirkungsgrad | 94% | | | | |
Kapazität von Pumpspeichern als Funktion der Fallhöhe bei einem Turbinierungswirkungsgrad von Eta = 94% (Epot = m·g·h·Eta):
| mittlere Höhendifferenz | gespeicherte Energie |
| [m] | | [Ws/m3] | [kWh/m3] = [TWh/m3] |
| 100 | | 922 | 0,26 |
| 200 | | 1.844 | 0,51 |
| 300 | | 2.766 | 0,77 |
| 400 | | 3.689 | 1,02 |
| 500 | | 4.611 | 1,28 |
| 600 | | 5.533 | 1,54 |
| 800 | | 7.377 | 2,05 |
| 1000 | | 9.221 | 2,56 |
Deckung des Speicherbedarfs mit Pumpspeichern:
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Beurteilung von Pumpspeicherbecken zum Ausgleich fluktuierender Stromerzeugungsformen für Deutschland:
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Fläche der Bundesrepublik: 357.092 km2. Flächenbedarf für 80% regenerativen Ausgleich mit nachwachsenden Rohstoffe: 160.000 km2 (ca. 45% der Landesfläche). Flächenbedarf für Ausgleich durch Pumpspeicher mit 100 Tagen Kapazität, 5 Metern Pegelschwankung und 300 Meter Höhenunterschied: 2 × 42.783 km2 = 85.566 km2 (ca. 24% des Landesfläche).
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Das Ergebnis zeigt, dass der Flächenbedarf zum Ausgleich der Flauten von Wind und Sonne bei der betrachteten Auslegung etwa die Hälfte dessen benötigt, als für den Anbau nachwachsender Rohstoffe erforderlich wäre. Dieser Flächenbedarf reduziert sich, wenn größere Pegelschwankungen realisiert werden.
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Bei Pumpspeichern mit 100 Tagen Kapazität, 20 Metern Pegelschwankung und 300 Meter Höhenunterschied: 2 × 10.696 km2 = 21.392 km2 (ca. 6% der Landesfläche, 11% der Agrarfläche).
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Als Flächenbedarf zum Ausgleich der Flauten von Wind und Sonne bei der betrachteten Auslegung wäre weniger als ein Siebtel der Flächen erforderlich, die für den Anbau nachwachsender Rohstoffe notwendig wären.
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Bei Pumpspeichern mit 100 Tagen Kapazität, 100 Metern Pegelschwankung und 300 Meter Höhenunterschied wären es 2 × 2.139 km2 = 4.278 km2 (ca. 1,2% der Landesfläche, 2,25% der Agrarfläche).
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Zum Ausgleich der Flauten von Wind und Sonne bei der betrachteten Auslegung wäre weniger als den 44. Teil der Flächen erforderlich, die für den Anbau nachwachsender Rohstoffe notwendig wären.
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Je größer die Pegelschwankungen desto problematischer wird allerdings die Nutzung der entstehenden Wasserflächen.
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Beurteilung von Pumpspeicherbecken zum Ausgleich fluktuierender Stromerzeugungsformen in Deutschland: Die durchgeführten Betrachtungen zeigen, dass durch Einsatz eines kleinen Teils der Fläche der Bundesrepublik Deutschland Energiespeicher geschaffen werden könnten, die es ermöglichen, die Stromerzeugung vollkommen auf fluktuierende Quellen, wie Wind und Sonne umzustellen.
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Dabei ist anzunehmen, dass bei einer geschickten Kombination der Anteile aus Windkraft und direkter Sonnenenergie der Speicherbedarf noch reduziert werden kann, weil in der Regel dann der Wind stark ist, wenn weniger Sonne scheint (im Winter) und umgedreht die Sonne scheint, wenn weniger Starkwind vorherrscht (im Sommer).
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Würden die gesellschaftlichen Rahmenbedingungen, die Schaffung derartiger Speicher zulassen, dann wären diese mit hohen Kosten verbunden. Deshalb folgen Überlegungen, wie die Aufgabe mit kleineren Speichern bei größerer Überkapazität bei den Windkraftwerken gelöst werden kann.
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Beurteilung des Speicherbedarfs zum Ausgleich der fluktuierenden Stromerzeugung bei einer installierten Windleistung, die mehr als sechs Mal so hoch ist, wie die geforderte Durchschnittsleistung: Mit 6-fach installierter Windleistung benötigt man Speicher für gute 100 Tage. Bei 7-fach installierter Windleistung (ca. 17% Überkapazität) halbiert sich der Speicherbedarf auf ca. 50 Tage. Bei 8-fach installierter Windleistung (ca. 33% Überkapazität) auf knapp 30 Tage. Bei 10-fach installierter Windleistung (ca. 67% Überkapazität) auf knapp 20 Tage. Die weitere Erhöhung der Erzeugungskapazität bringt immer weniger.
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Beurteilung von Erzeugungs- und Ausgleichskapazitäten beim Einsatz von Wind- und Sonnenenergie: Zur Erfüllung der Versorgungsaufgabe muss von der Erzeugung zum Verbraucher ein Stromnetz für die einfache Leistungsübertragung vorgehalten werden. Erfolgt die Versorgung maßgeblich mit Windstrom und soll dieser nicht in hohem Maße ungenutzt bleiben, dann sind für Windkraftanlagen Stromnetzte mit der sechs- oder noch höher-fachen Leistung erforderlich, die entweder zum Ausgleich über kontinentale Entfernungen oder bis zum zugeordneten Speicher gehen.
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Der Speicher muss entsprechend dem Leistungsvielfachen der Windräder in der Lage sein, diese Leistung abzüglich der Versorgungsaufgabe aufzunehmen. Der Speicher muss maximal die einfache Leistung für die Versorgungsaufgabe abgeben können, wenn kein Wind bläst.
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Es erscheint daher überlegenswert, Windkraftanlagen möglichst nahe um einen Speicher zu gruppieren, um riesige, auf ein mehrfaches der Versorgungsaufgabe ausgelegte Übertragungsnetzte zu vermeiden.
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Wo Wind „geerntet“ wird, sind in der Regel nicht die topografischen Verhältnisse, um Pumpspeicher in einer bisher bekannten Ausführung in die Landschaft bauen zu können. Das erfordert Landschaften mit großen Höhenunterschieden, die es zulassen, in der Berg- und in der Tallage große, im Volumen aufeinander abgestimmte Stauseen anzulegen. Selbst in den Gebirgen sind dafür geeignete Standorte selten und nicht leicht aufzufinden und zu erschließen.
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Aus der
DE 195 13 817 B4 ist eine gattungsgemäße künstliche Landschaft mit einem Pumpspeicherwerk bekannt, bei dem wenigstens das untere Speicherbecken in einer Braunkohlelagerstätte unterhalb des Umgebungsniveaus angelegt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine künstliche Landschaft für ein Pumpspeicherkraftwerk in einer ebenen Landschaft zu realisieren, bei dem bei minimaler Massenbewegung maximale Speicherkapazität erzielt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine künstliche Landschaft und ein Verfahren zur Errichtung einer künstlichen Landschaft, gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch. Weiterbildungen ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung besteht darin, künstliche Landschaften zu schaffen, die sich zur Einrichtung von Pumpspeichern eignen. Die Dimension der zu schaffenden künstlichen Landschaft soll es ermöglichen, die Windkraft möglichst in der Umgebung, wo sie geerntet wird, so auszugleichen, so dass damit eine Versorgungsaufgabe erfüllt werden kann.
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Als eine Form bietet sich ein Kegelring mit zentralem Oberbecken und einer darum angeordneten Ringfläche als Unterbecken an (1). Als weitere Form kann so ein Kegelring mit Oberbecken in einem Gewässer (See oder Meer) angelegt werden (2). Als weitere Form kann so ein Kegelring zur Schaffung des Unterbeckens in einem Gewässer (See oder Meer) angelegt werden (3). Als weitere Form kann das Unterbecken auch unter das Landschaftsniveau gelegt werden und/oder nicht konzentrisch zum Oberbecken angeordnet sein (4, zeigt nicht die Erfindung).
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Die Erfindung beinhaltet auch künstlich zu schaffende Landschaften, die sich in einem Übergangsbereich von Gewässer und Land befinden. Die Erfindung beinhaltet auch künstlich zu schaffende Landschaften in Gebieten mit vorhandenen aber zu geringen Höhenunterschieden, um ohne Anwendung der beschriebenen Prinzipien einen Pumpspeicher wirtschaftlich errichten zu können.
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Die Kreisform ist dabei in keiner Weise bindend. Aufgrund landschaftlicher, siedlungsbedingter, untergrundbedingter, infrastrukturbedingter oder sonstiger Gründe können auch andere Gestaltungsformen der künstlichen Landschaft gewählt werden. Auch diese von konzentrischen Kreisen abweichenden Formen sind Bestandteil der Erfindung.
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Das Prinzip der Erfindung besteht darin, den entstehenden Speicher so groß zu machen, dass er wirtschaftlich wird. Weiterhin umfasst die Erfindung die Nutzung der Wasserflächen des Pumpspeichers, insbesondere der Oberbecken, für Photovoltaik-Anlagen. Der Flächenverbrauch des Pumpspeichers wird damit zusätzlich zur Stromerzeugung genutzt. Weiterhin umfasst die Erfindung die Nutzung des Kegelrings und der Dammkrone für Windkraftanlagen. Weiterhin umfasst die Erfindung die Nutzung des Kegelrings in den zur Sonne ausgerichteten Bereichen für Photovoltaik-Anlagen. Das alles führt zur Bezeichnung „Energiekegel“.
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Oberbecken konventioneller Pumpspeicherbecken im Gebirge sind, bei viel kleineren Dimensionen als in dieser Erfindung, häufig nicht anders aufgebaut wie ein Kegelring. Allein durch die Wahl einer geeigneten Größe kann mit der Erfindung auf dem flachen Land oder in einem flachen Meer ein Speicher errichtet werden bei dem das Verhältnis von Erdbau zu Speichervolumen (und damit zum Energieinhalt) vergleichbar wird zu Gebirgsspeichern.
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Der Einsatz viel größerer Baumaschinen und der gute Zugang zur Baustelle lässt dabei erwarten, dass die Kosten, bezogen auf die gespeicherte Energiemenge, eher günstiger ausfallen werden. Zur Verdeutlichung soll 5 ausdrücken, dass mit dem Kegelring nichts anderes erreicht wird, als wenn eine große Anzahl typischerweise im Gebirge angestauter Kerbtäler in einem großen Kreis zusammengesetzt worden wären.
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Beschreibung einer Variante der Erfindung als Beispiel:
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Kegelring-Energiespeicher für 30 Tagesverbräuche bei 10 GW Leistung:
Technische Daten des Beispiels:
| Oberbecken: | |
| Höhe der Dammkrone: | 440 Meter |
| Kronendurchmesser: | 9,6 km, Umfang: 30 km, Oberbeckenfläche ca. 73 km2 |
| Böschungswinkel: | 32°, entspricht 63% Steigung oder Verhältnis 1:1,6 |
| Pegelschwankung oben: | 100 Meter |
| Kegelringvolumen: | 9,54 km3 |
| Unterbecken: | |
| Innendurchmesser: | 11 km |
| Außendurchmesser: | 22,2 km, Wasserring-Fläche 290 km2 |
| Pegelschwankung unten: | 25 Meter, Gesamtwassertiefe: 34,5 Meter |
| Gesamtsystem: | |
| Austauschvolumen: | 7 km3 |
| Gesamtflächenbedarf: | 400 km2 |
| gesamte Wasserfüllung: | 37 km3 |
| maximale Pumpleistung: | 70 GW (80 GW Peak minus Versorgungsaufgabe 10 GW) |
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Kegelring – Energiespeicher – Beispielbeschreibung:
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Zwei derartige Kegelringspeicher mit einem Durchmesser von etwas über 22 Kilometern und einem Flächenbedarf von jeweils knapp 400 km2 (0,11 % der Fläche Deutschlands) würden gut ausreichen, um den in der Leitstudie 2008 des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit bis zum Jahr 2030 geplanten Anteil der Wind- und Sonnenenergie an der deutschen Stromerzeugung (ca. 164 TWh oder knapp 30% des prognostizierten Bruttostromverbrauchs) bedarfsgerecht auszugleichen. Die Kosten derartiger Energiespeicher dürften nach bisherigen überschlägigen Berechnungen in der Größenordnung der Kosten der Windkraftanlagen liegen, die damit ausgeglichen werden (80 GW Wind- und Solar-Peakleistung). Für Windkraftanlagen ergeben sich hervorragende Standorte auf der ca. 30 km langen Dammkrone oberhalb 440 Metern der Umgebung. Der Windpark um den Speicherkegel würde ca. 4000 km2 umfassen mit 16.000 Anlagen zu 5 MW in jeweils 500 Meter Abstand. Der Windparkdurchmesser läge bei ca. 71 km. Das wären 1,12% der Landesfläche. Der Energiekegel sollte möglichst zentral innerhalb der einspeisenden Windkraftanlagen liegen, um kurze Leitungswege zu den Pumpstationen zu bekommen. Die Aufrüstung der Hochspannungsnetzte außerhalb des Speicherrings zur kontinentalen Übertragung von Peakleistungen würde überflüssig.
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Das Oberbecken könnte, mit Pontons versehen ca. 55 km2 Sonnenkollektoren aufnehmen. Die Sonnenscheindauer dürfte wegen der Höhe über der Umgebung größer sein, weil dort für die Sonnenstrahlen ca. 400 Meter bodennahe Bewölkung wegfallen. Die übers Jahr auf 365 Tage × 24 Stunden gemittelte Solarleistung daraus läge bei 600 bis 800 MW. Der Energiekegel könnte über die Erfüllung der Versorgungsaufgabe hinaus, kurzfristige Regel- und Ausgleichsleistung in größtem Umfang zur Verfügung stellen.
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Kegelring – Energiespeicher – Überlegungen zur Umsetzung:
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Zahlreiche Tagebaue graben vergleichbare Dimensionen von Landfläche um. Würde der Abraum geordnet zu Energie-Kegelringen aufgeschichtet und die Tagebaugruben bei Erschöpfung der Vorräte so ausgebildet, dass ein Untersee entsteht, dann wäre damit ohne riesige zusätzliche Kosten der Landschaftsbau für einen Pumpspeicher erfolgt und ein nachhaltiger Beitrag zur Energiesicherheit unseres Landes geleistet. Touristische Nutzung, die jetzt in der Regel für die gefluteten Becken stillgelegter Tagebaue angestrebt wird, könnte in den Unterbecken genauso stattfinden. Zudem würde ein attraktiver Berg entstehen, der weitere Abwechslung ins flache Land bringt. Schwimmende Landschaften auf den entstehenden Seen könnten attraktive Wohnlagen aber auch Rückzugszonen für wasserliebende Flora und Fauna bieten.
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Fünf derartige Energiekegel, deren Wasserringe zusammen weniger als 0,6 % der Landesfläche beanspruchen würden, könnten dafür sorgen, dass die komplette Stromversorgung Deutschlands auf regenerative Erzeugung umgestellt werden kann, ohne dass Agrarflächen zur Stromerzeugung aus Biomasse eingesetzt werden müssten. 6% der Landesfläche müssten mit Windkraftanlagen bei einer insgesamt Peakleistung von 400 GW überbaut werden. Landwirtschaftliche Nutzung bliebe in diesen Windparks weiterhin möglich. Natürlich kann die Überlegung mit den Energiekegeln analog auch mit kleineren Leistungen und einer größerer Anzahl von Einheiten angestellt werden. Die Technik zur Erstellung derartiger Energiekegel ist in unserem Lande umfassend vorhanden.
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Auch Offshore, in einem flachen Meer kann die Errichtung eines Energiekegels erfolgen. Technik die zur Schaffung einer Palme (Insel-Landschaft) in Dubai eingesetzt wird, könnte so bei uns dafür sorgen, dass ohne Landverbrauch unsere Abhängigkeit von Öl und Gas überwunden wird. Die Nutzung von Kernkraft und die Verstromung fossiler Energieträger wären damit nicht mehr erforderlich. Für die Stromerzeugung unseres Landes fielen dauerhaft keine Primärenergiekosten mehr an.
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Alternative Überlegung – Nutzung unserer Gebirge: Es liegt nahe, alternativ darüber nachzudenken, Energiespeicher dort anzulegen, wo die Landschaft Höhenunterschiede und Strukturen aufweist, welche die Schaffung derartiger Energiespeicher mit geringeren Massenbewegungen, als im flachen Land, ermöglicht.
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Im Gegensatz zu Küstenzonen, wo große Flüsse ankommen, welche die Wassermassen zur Füllung großer Speicher liefern können, kann in den Gebirgen, die Beschaffung der Wasserfüllung in der Größenordnung von Kubikkilometern einen erheblichen Aufwand auslösen.
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Inländische Gebirgsspeicher wären aus den vorgenannten Gründen in größerer Anzahl, mit kleineren Wassermassen erforderlich, um einen vergleichbaren Anteil zur Energieversorgung beitragen zu können.
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Eine systematische Standortsuche wäre erforderlich, um das vorhandene Potential in unserem Land dafür abschätzen zu können.
| Beispiel für Pumpspeicher im Mittelgebirge: Wunsiedler See Projekt |
| Arbeitsvolumen: | 5 Mio m3 |
| Erdbauvolumen: | 6,5 Mio m3 |
| Mittlerer Höhenunterschied: | 273 m |
| gespeicherte Energie: | 3,5 GWh |
| Erzeugungsleistung bei Auslegung auf |
| 4 Std. (konventionell) | 870 MW |
| 8 Std. (wie Goldisthal) | 435 MW |
| Zum Ausgleich von Windenergie für |
| 14 Tage (zu 11-fach Wind) | 10 MW |
| zugehörige Pumpleistung | 120 MW |
| dabei anfallende Generatorleistung bei Verwendung von Pumpturbinen 150 MW |
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Obwohl es sich im Vergleich zum vorher betrachteten Kegelringspeicher um eine sehr kleine Anlage handelt, ist das Verhältnis von Massenbewegung zu Arbeitsvolumen in der Größenordnung vergleichbar. Das Erdbauvolumen wird im Wesentlichen zur Errichtung des Dammes für das Oberbecken benötigt. Rüstet man die Anlage mit Pumpturbinen aus, dann liegt die abrufbare Erzeugungsleistung weit über den Anforderungen der Versorgungsaufgabe. Dies kann dazu beitragen, die Kosten so einer Anlage unter den derzeitigen Bedingungen zu amortisieren, obwohl diese nicht, wie Windkraftanlagen, durch EEG-Regelungen begünstigt werden. (EEG: Erneuerbare Energien Gesetzt)
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Egal ob wir durch Einsparungen den Stromverbrauch in Zukunft verringern, oder ihn durch flächendeckende Einführung von Elektroautos sogar noch ausweiten: An der Schaffung erheblicher Speicherkapazitäten führt kein Weg vorbei, wenn zu unserer Stromversorgung die uns von der Natur geschenkte, regenerative Sonnenenergie eingesetzt werden soll.
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Die Erfindung, die hiermit zum Patent angemeldet wird, liefert einen Ansatz zur wirtschaftlichen Lösung dieser Herausforderung.
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In den Figuren sind folgende Abkürzungen verwendet:
| a | Abgrabungstiefe |
| F | Füllflüssigkeit oder Material |
| G | Gewässer |
| h | Höhendifferenz der Austauschvolumenschwerpunkte |
| hK | Höhe der Dammkrone über der natürlichen Geländeoberfläche |
| N | natürliche Geländeoberfläche |
| O | Austauschflüssigkeit, Oberbecken |
| PO | Pegelspiel im Oberbecken |
| PU | Pegelspiel im Unterbecken |
| R | Restwasserinhalt |
| S | gedachte kleinere Stauseen |
| t | Wassertiefe im Unterbecken |
| tW | Tiefe eines vorhandenen Gewässers |
| U | Unterbecken |
| W | künstlich geschaffener Wall, Kegelring |
