Hubspeicher-Kraftwerke sollen Solarstrom speichern

„Hubspeicher-Kraftwerke können Solar- und Windstrom speichern. Sie helfen damit, Angebotsspitzen der Stromerzeugung in die Zeiten hoher Stromnachfrage zu verlagern. Ebenso wie Pumpspeicherkraftwerke können Hubspeicher Kraftwerke auch zur Stabilisierung der Stromnetze eingesetzt werden“, sagt Werner Rau, Diplom-Physiker aus Keltern. Seit acht Jahren setzt sich der Initiator und Betreiber mehrer Bürger-Solarstromanlagen aktiv für die Nutzung erneuerbarer Energien ein. Sein aktuelles Engagement konzentriert sich auf die Entwicklung von Hubspeicher-Kraftwerken. Dafür sucht er noch Kooperationspartner und Sponsoren. Hubspeicher Kraftwerke nutzen die Schwerkraft. Sie arbeiten nach den gleichen physikalischen Gesetzen, die seit Jahrhunderten Wasserräder oder die heute gebräuchlichen Pumpspeicher-Kraftwerke antreiben. Der Masseträger Wasser, der bei den Pumpspeicher-Kraftwerken zur Speicherung des Stroms in einen höher gelegenen Stausee gepumpt wird, werde dabei durch beliebige schwere Masseträger ersetzt (z.B. Gestein, Beton, Eisen), erläutert Rau.
Wie ein solches Kraftwerk funktioniert, beschreibt der Autor anhand einer Skizze. Diese zeigt ein solches Kraftwerk mit Seilwindenhub, das aus drei Speichermodulen besteht. In jedem Modul treibt ein Elektromotor eine Seilwinde an, die den Masseträger anhebt. Der Elektromotor entnimmt den Strom zu Zeiten hohen Angebots aus dem Netz. Beim Absenken treibt das Gewicht der Masseträger einen Stromgenerator an, der den erzeugten Strom in das Netz zurückspeist.

Rau ist überzeugt, dass Hubspeicher-Kraftwerke die Speicherkapazität und auch die Wirtschaftlichkeit von Pumpspeicher-Kraftwerken erreichen werden. Eine einfache Beispielrechnung veranschauliche das Potenzial der Hubspeicher-Kraftwerke: Ein Betonwürfel mit der Kantelänge von z. B. 5 Metern wiege etwa 360 Tonnen und speichere 100 Kilowattstunde Strom, wenn er um 100 Meter angehoben wird. Durch die Multiplikation einer solchen Speicherzelle lassen sich laut Rau nahezu beliebig große Speicher herstellen. Auf nur einem Hektar könnten beispielsweise 200 solcher Hubeinheiten errichtet werden. Das entspreche einer Speicherkapazität von 20.000 kWh oder 20 Megawattstunden (MWh). Dies genüge, um rund 5.000 Haushalte einen Abend lang mit Strom zu versorgen, rechnet Rau vor.
Heutige Pumpspeicher Kraftwerke hätten im Vergleich dazu zwar ein Speichervermögen von etwa 500 MWh. Sie seien aber an das Vorkommen von Wasser in einem Gelände mit ausreichenden Höhenunterschieden gebunden und sehr aufwändig zu bauen. Der weitere Ausbau der Pumpspeicherkraftwerke sei deshalb in Deutschland kaum noch möglich, sagt Rau. Der Diplom-Physiker sieht im Bau von Hubspeicher-Kraftwerken vielfältige Vorteile: Hubspeicher Kraftwerke seien unabhängig von Wasservorkommen. Und sie könnten z. B. in Wüsten errichtet werden, die keinen Zugang zu öffentlichen Versorgungsnetzen haben, um dort Solarstrom zu speichern. Im küstennahen Flachland könnten sie auch überschüssigen Windstrom zwischenspeichern.
Hubspeicher-Kraftwerke können laut Rau mit heute verfügbarer Technik errichtet werden. Vertikale Hebewerke würden heute auf vielfältigste Weise genutzt. (Verladekräne, Baukräne, Aufzüge, Förderkörbe in Bergwerken etc.). Bestehende Hebewerke könnten mit geringen Modifikationen zu Hubspeicher-Kraftwerken erweitert werden. Bei neuen Anlagen könne die Fähigkeit zum Speichern elektrischer Energie konstruktiv eingeplant und damit der Wirkungsgrad der Stromerzeugung optimiert werden. „Die angedeuteten Vorteile zeigen, dass Hubspeicher-Kraftwerke einen wesentlichen Beitrag zur unterbrechungsfreien Bereitstellung von Solar- und Windstrom und damit zum schnellen Ausbau der Erneuerbaren Energien leisten können“, fasst Rau zusammen.
Dipl. Phys. Werner Rau, Jahrgang 1941, studierte an der Universität Marburg und am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg Physik. Nach seinem Studium war er über 30 Jahre in der kommerziellen Datenverarbeitung tätig. Seit der Pensionierung beschäftigt sich der Autor mit erneuerbaren Energien und der Energiewende. Der Autor freut sich über Anregungen und Informationen zum Thema unter mailto:rau.werner@t-online.de.