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Zusätzliche Gewichte bringen nichts

Es lohnt sich übrigens nicht, zusätzliche Gewichte am Rotor des Speichers anzubringen: Die gespeicherte Energiemenge lässt sich genauso gut durch höhere Rotationsgeschwindigkeiten steigern. Zusätzliche Gewichte würden nichts zur Stabilität des Rotors beitragen und damit auch nichts zur Energiespeicherung. Dieses Kalkül geht natürlich nur auf, weil der Rotor frei schwebend in einem Vakuum rotiert und die Rotationsgeschwindigkeit nicht von Reibung begrenzt wird.

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Das Material des Rotors wird von chemischen Bindungen zusammengehalten. Die maximale Energie, die in einem Rotor gespeichert werden kann, ist die maximale Energie der chemischen Bedingungen. In der Theorie gilt für Schwungräder damit das gleiche physikalische Prinzip wie für Batterien. In der Praxis bestimmt die schwächste Stelle des Rotors, wie viel Energie maximal in seinen chemischen Bindungen gespeichert werden kann. Dazu kommt das notwendige Material für Antrieb, Elektronik und den Vakuumbehälter. Der Behälter übernimmt auch den Schutz für den Fall, dass der Rotor bei seiner maximalen Geschwindigkeit von 45.000 Umdrehungen pro Minute reißt.

Per Container zum Verbraucher

Der Einsatz dieser Technik kann sich nur lohnen, wenn zwischen Speicherung und Abruf der Energie wenig Zeit liegt. Speicher dieser Art werden beispielsweise in Forschungsanlagen für Kernfusion benutzt, um kurzfristig den Strom für die starken Magnetfelder bereitzustellen. Für langfristiges Speichern größerer Energiemengen sind sie ungeeignet. Das liegt nicht nur an den Verlusten während der Speicherzeit, sondern auch an der mangelnden Wirtschaftlichkeit.

Um die Speicher flexibel einsetzen zu können, werden sie von Stornetic in Standardschiffscontainern angeliefert. Ein Container mit 16 Schwungradspeichern hat eine Nennleistung von einem Megawatt bei einer Kapazität von 57 Kilowattstunden. Auf Anfrage nannte das Unternehmen Kosten in der Größenordnung von etwa einer Million Euro, je nach Lieferzeit. Je seltener der Speicher benutzt wird, desto weniger lohnt sich die Investition. Anders als Batterien sollen die Schwungradspeicher, je nach Bauart, deutlich über 100.000 Speicherzyklen aushalten. Die Mechanik soll 20 Jahre lang halten (also etwa 175.000 Stunden).

Die Preise für die Speicherung liegen bei hoher Auslastung im Bereich von mehreren Cent pro Kilowattstunde. Die Preise sind damit ungefähr mit Batterien vergleichbar, die aber nicht die gleiche Energiemenge in kurzer Zeit bereitstellen können.

Teure Elektrik

Ein großer Teil der Kosten für einen Schwungradspeicher entsteht nicht durch die Konstruktion der Speicher, sondern durch die notwendige Leistungselektronik. Die hohe Leistung aus den Generatoren muss von einer hohen Frequenz, die im Lauf der Zeit immer weiter abnimmt, auf eine stabile Netzfrequenz gebracht und auf Netzspannung transformiert werden.

Die Kosten für die Elektronik sind dabei im Wesentlichen abhängig von der maximalen Leistung und nicht von der gespeicherten Energie. Wenn eine Kilowattstunde in zwei Minuten abgerufen werden soll, muss die Elektronik eine Leistung von 30 Kilowatt aushalten können. Wenn eine Batterie mit einer Kapazität von einer Kilowattstunde über zwei Stunden langsam geleert wird, ist es dagegen nur ein halbes Kilowatt Leistung, für die die Elektronik ausgelegt werden muss. Umso wichtiger ist es, dass die Schwungradspeicher gut ausgenutzt werden, damit sich die Investition rentiert.

Jedoch ist irgendwann jeder Bedarf für kurzfristiges Speichern und Bereitstellen von Strom gedeckt. Weder Schwungräder noch Batterien können über längere Zeit ausbleibende Kapazitäten ersetzen. Dann müssen entweder konventionelle Kraftwerke einspringen oder andere Speicherformen beansprucht werden, die ihre eigenen Nachteile haben. Entweder haben sie Umwandlungsverluste von weit über 50 Prozent - wie bei der Speicherung mit Wasserstoff und anderen chemischen Trägerstoffen -, oder sie haben einen enormen Platzbedarf wie Pumpspeicherbecken. Den optimalen Speicher für alle Fälle wird es wohl nie geben.

In einem Pilotprojekt mit Narando vertonen wir in den kommenden Wochen zwei bis drei Golem.de-Artikel pro Woche. Die Texte werden nicht von Robotern, sondern von professionellen Sprechern vorgelesen. Über Feedback unserer Zuhörer freuen wir uns - im Forum oder an redaktion@golem.de.

 Energiespeicherung: Stabileres Stromnetz mit Schwung
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FreiGeistler 20. Mai 2016

Ähm, doch!? E=mc2 und so... Nicht nur Strom ist Energie.

HMWLBkraut 20. Mai 2016

Ah okay, sehr einleuchtend danke :) Und ich hab mich schon immer leicht gefragt, wie...

johnsonmonsen 19. Mai 2016

Hallo zusammen! Könnte es vielleicht einfacher sein? Also, dass der Hauptgrund für den...

AllDayPiano 19. Mai 2016

Doch natürlich. Das Zauberwort heißt Induktion. Magnetische Levitation funktioniert nur...

Chrizzl 19. Mai 2016

Die Antwort liest sich, als sei hier jemand allwissend. Ich gehe mal davon aus, dass es...


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