Schwungräder speichern Energie

US-Unternehmen baut neuartige Anlage zur Energiespeicherung

Um Schwankungen der Netzspannung abzufangen, baut das US-Unternehmen Beacon Power einen neuartigen Energiespeicher: Elektrische Energie wird in rotierenden Schwungrädern gespeichert.

Das US-Unternehmen Beacon Power hat den Bau eines Schwungradspeichers angekündigt. Der Speicher besteht aus einem Schwungrad, das sich im Inneren eines Zylinders mit einer Geschwindigkeit von 8.000 bis 16.000 Umdrehungen pro Minute dreht. Das Schwungrad, das Beacon Power Rotor nennt, besteht aus einer Achse und Nabe aus Metall und einem Radkranz aus einem Kohlefaserkomposit.

Auf der Achse sitzt ein Elektromotor. Wird Energie in den Speicher eingespeist, beschleunigt der Motor die Rotation des Rotors. Soll die Energie aus dem Speicher abgerufen werden, wird der Motor einfach zu einem Generator umfunktioniert, der die Rotationen des Schwungrades in elektrische Energie wandelt.

Reibung verhindern

Um den Energieverlust durch Reibung möglichst gering zu halten, herrscht im Inneren des Zylinders ein Vakuum. Der Rotor wird durch eine Kombination aus Permanentmagneten und elektromagnetischen Lagern in der Schwebe gehalten.

Die Speicheranlage in Stephentown im US-Bundesstaat New York wird aus zehn Einheiten mit jeweils zwei Schwungrädern bestehen. Der Bau der knapp 70 Millionen US-Dollar teuren Anlage wird nach Angaben von Beacon Power ein bis anderthalb Jahre dauern.

Netzfrequenz konstant halten

Allerdings lässt sich Strom nur kurzzeitig in Form von kinetischer Energie speichern. Entsprechend ist der Speicher dafür gedacht, kurzzeitige Schwankungen der Netzspannung abzufangen und die Netzfrequenz aufrechtzuerhalten. Systeme zur Speicherung von elektrischer Energie können auch zur besseren Integration von Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind oder Sonne gebraucht werden. Auf der norwegischen Insel Utsira beispielsweise speichert ein Schwungrad überschüssige Windenergie.

Das französische Unternehmen Alstom hat einen Regionalzug entwickelt, der mit einem Schwungradspeicher ausgestattet ist. Das Schwungrad speichert Bremsenergie und versorgt dann die Bordelektronik mit Strom oder stellt Energie zum Anfahren zur Verfügung. Das britische Formel-1-Team Williams hatte für die gerade beendete Saison 2009 ein Energierückgewinnungssystem (Kinetic Energy Recovery System, Kers) entwickelt, das ebenfalls auf einem Schwungrad basierte. Zum Einsatz kam das Kers bei Williams jedoch nicht.

Andere Konzepte für die Zwischenspeicherung von Strom sehen vor, dass künftig Elektroautos auch als Stromspeicher dienen können. Auch Kühlhäuser können als Energiespeicher eingesetzt werden.