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Saar-Uni entwickelt neue Speicherformen für Wind- und Solarenergie

Der Strombedarf eines typischen deutschen Haushalts schwankt enorm. Während morgens zum Beispiel für Toaster, Kaffeemaschine, Wasserkocher und Spülmaschine viel Strom gebraucht wird, fällt dieser Bedarf stark ab, wenn die Kinder in die Schule gehen und die Erwachsenen zur Arbeit. Eine ebensolche Lastspitze lässt sich beobachten, wenn alle abends heimkehren und das Licht oder Fernseher und Computer anmachen. Da gerade zu diesen Stoßzeiten häufig wenig Sonnenstrom produziert wird, müssen Stromspeicher entwickelt werden, die tagsüber produzierten Sonnenstrom für den zeitversetzten Verbrauch nutzbar machen.

An diesen Speichermöglichkeiten arbeiten derzeit Forscher um Rolf Hempelmann, Professor für Physikalische Chemie an der Universität des Saarlandes: Sie wollen im Rahmen eines deutschlandweiten Forschungsverbunds wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien entwickeln, die die Energie ohne große Verlust speichern und wieder abgeben können. „Um künftig Schwankungen bei der Stromversorgung auszugleichen, brauchen wir effiziente Speicherformen, die die erzeugte Energie zwischenspeichern und bei Bedarf wieder abgeben können“, so Rolf Hempelmann.

Pumpspeicherkraftwerke, wie sie etwa in Norwegen oder der Schweiz vorkommen und die die Energie durch das Hochpumpen von Wasser speichern, sind etwa für Deutschland keine flächendeckende Lösung. Andere Speicherformen, wie Druckluftspeicher, sind mit relativ hohen Kosten verbunden oder besitzen eine geringe Energieeffizienz. Eine Alternative zu diesen Stromspeichersystemen könnten große, stationäre wiederaufladbare Batterien darstellen, an denen Hempelmann derzeit forscht. Diese Batterien funktionieren im Prinzip wie Brennstoffzellen, die chemische Energie in elektrischen Strom umwandeln, nur dass hierbei das Wasserstoff-Gas durch einen flüssigen Energieträger ersetzt wird.

Insbesondere erforscht Hempelmann sogenannte Zink/Zinkoxid-Schlicker. Wird künftig mehr Strom produziert als gebraucht, kann der Rest auf diese Weise in Form von chemischer Energie zwischengespeichert werden. Steigt der Strombedarf wieder an, kann die gespeicherte chemische Energie wieder in Strom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden. Dieses Entladen einer Zink-Luft-Batterie ist unproblematisch und wird zum Beispiel auch schon in den Knopfbatterien von Hörgeräten genutzt. Dagegen ist das Wiederaufladen einer Zink-Luft-Batterie eine technisch-wissenschaftliche Herausforderung, an der die Saarbrücker Forscher arbeiten.

Bild: © Jörg Pütz | Universität des Saarlandes

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