Windrad mit Wasserenergiespeicher, Bild Naturspeicher

An einer Lösung arbeitet Naturspeicher in einem Pilot-Projekt. Bild: Naturspeicher

Die Energiewende und damit die Umstellung auf Energieversorung aus Wind, Sonne und Wasser scheitert derzeit an dem Problem, dass die Energie nicht entsprechend des Bedarfs punktgenau und damit zeitkritisch geliefert werden kann. Die Folge daraus: Es müssen weiterhin Ressourcen bei den konventionellen thermischen Kraftwerken vorgehalten werden, um eventuelle Versorgungslücken oder gar den Blackout verhindern zu können. Die Lösung sollen Energiespeicher sein, ein neues Konzept dazu stellt die Firma Naturspeicher vor.

Das Konzept der Ingenieure bei Naturspeicher ist dabei so einfach wie bestechend. Warum nicht den Strom, der in Windenergieanlagen gewonnen wird, direkt vor Ort speichern? Um das zu erreichen will das Unternehmen eine Kombination aus Windkraft zur Stromgewinnung und Pumpspeichertechnologie zur Stromspeicherung nutzen. So weit so einfach. Umgesetzt werden soll das mit Windkraftanlagen, die auf einer Anhöhe installiert werden. Der Clou: Die Turmfundamente der Windenergieanlagen werden zugleich als Wasserspeicher genutzt. Ein positiver Effekt für die Energieausbeute: Durch den Bau der Wasserspeicher am Fundament erhöht sich die Lage der Nabenhöhe um bis zu 40 Meter. So kann die Effizienz der Anlagen noch weiter verbessert werden.

Bau des Wasserspeicherfundaments einer der Windenergieanlagen in Gailsdorf, Bild: Naturspeicher
Bau des Wasserspeicherfundaments einer der Windenergieanlagen in Gailsdorf. Bild: Naturspeicher

Umgesetzt wird das Konzept derzeit erstmals in einem Pilotprojekt in Gailsdorf, gefördert aus dem Umweltinnovationsprogramm den Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. Auf dem Höhenzug oberhalb der schwäbisch-fränkischen Stadt werden vier Energiewindanlagen mit Wasserspeicherfundament errichtet. Spatenstich war Ende Juni 2016, ab 2018 will man die Anlage in Betrieb nehmen. Neben dem neuen Konzept kommen beim Turmbau auch neuentwickelte Bauteile zum Einsatz. Die Firmengruppe Max Bögl wird in Gailsdorf erstmals sogenannte Tübbings verbauen. Diese Bauteile setzt das Bauunternehmen schon seit längerem erfolgreich im Tunnelbau ein. Nun hat man bei Max Brögl die Verfahrensweise so weiterentwickelt, dass man nun auch Windenergieanlagen mit Tübbings errichtet werden können.

Als weiteren Projektpartner hat man General Electric gewinnen können. Vom Energiekonzern stammen die 3.4-137 Windenergieanlagen. Diese sind speziell für den Einsatz an Mittel- und Schwachwindstandorten konzipiert und bieten dank gesteigerter überstrichener Fläche einen Leistungszuwachs von 650 Kilowatt. Anne McEntee, Präsidentin und CEO des Bereichs Onshore Wind von GE, kommentierte: „Wir freuen uns sehr über die Zusammenarbeit mit Bögl in diesem Pilotprojekt – eine Premiere für die Windindustrie. Wir wollen innovative Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien erforschen, die das Potential haben, die Netzflexibilität in Europa und auf der ganzen Welt zu verbessern."

Der Naturstromspeicher ist die Kombination aus einem Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk. Er nutzt die Turmfundamente der Windanlagen als Wasserspeicher, Bild: Naturspeicher
Der Naturstromspeicher ist die Kombination aus einem Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk. Er nutzt die Turmfundamente der Windanlagen als Wasserspeicher. Bild: Naturspeicher

Doch alleine mit einem Wasserspeicher an den Windkraftwerken ist das System noch nicht fertiggestellt. Ergänzt wird es durch ein Pumpspeicherwerk und ein Unterbecken im Tal. Notwendig ist dafür ein Höhenunterschied von 150 bis 350 Metern zwischen den Speicherfundamenten und dem naturnah gestaltbarem Unterbecken im Tal. Beim Pilotprojekt in Gailsdorf kommt man auf eine Fallhöhe von 200 Metern und will ein Pumpspeicherkraftwerk mit 16 Megawatt-Leistung bauen. Zukünftig sollen auch Kraftwerke mit 24 und 32 Megawatt zur Verfügung stehen. Das Kraftwerk selbst wird vollelektronisch gesteuert und ist durch ein Druckrohr mit den Oberbecken verbunden. Dabei kommen modulare und standardisierte Komponenten sowohl beim Bau, als auch bei der verwendeten Maschinentechnik zum Einsatz. Auch Frank Zimmermann, der Bürgermeister von Gaildorf, ist vom Pilotprojekt überzeugt: „Das Projekt Naturstromspeicher ist gut für Gaildorf. Wir sind mit innovativer Technik jetzt ganz vorne bei der Energiewende mit dabei.“

Zahlen, Daten, Fakten zum Pilotprojekt in Gailsdorf

Windenergieanlagen

  • Vier Windenergieanlagen mit je 3,4 Megawatt
  • Rotordurchmesser: 137 Meter
  • 42 Gigawattstunden Jahresstromerzeuggung aus Wind
  • 155 Meter bis 175 Meter Nabenhöhen über Grund

Pumpspeicherkraftwerk

  • 16 Megawatt Leistung des Pumpspeicherkraftwerkes
  • 70 Gigawattstunden elektrische Speicherkapazität
  • 200 Meter Fallhöhe
  • 160.000 Kubikmeter eingesetztes Wasser