ENGINEERINGNET.BE - Wind- en zonne-energie komen niet altijd op het ogenblik dat je er het meeste aan hebt. Daarom wordt al langer gezocht naar opslagmogelijkheden.
Het Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) uit Kassel testte in november een prototype van een niet zo alledaagse ‘batterij’. Die wordt met off-shore windenergieoverschot geladen zonder dat de elektriciteit aan land hoeft te komen.
IWES liet in het Bodenmeer bij Überlingen een 20 ton zware betonnen tank (met een diameter van 3 meter) 100 meter diep in het water zakken op zo'n 200 meter van de oever. Als er elektriciteit nodig is, wordt een klep geopend en het binnenstromende water drijft een pompturbine aan die via een generator elektriciteit opwekt.
De hoge uitwendige druk (op 100 m diepte bedraagt die zo’n 10 bar) zorgt voor extra energie. Is er een elektriciteitsoverschot dan wordt de pomp aangezet om het onderwatervat leeg te zuigen. Ondertussen wordt via een drukvereffeningsslang lucht in het vat getrokken.
ContiTech uit Korbach leverde die speciale slang die ontwikkeld werd met een veiligheidsfactor 3. Hij weerstaat dus aan een uitwendige druk tot 30 bar. Een stalen spiraal in de slang biedt de nodige mechanische sterkte. De verschillende lagen van de slang voldoen aan de Duitse regelgeving voor drinkwater en die van het FDA. Het Bodenmeer -het grootste drinkwaterreservoir in Europa- levert drinkwater aan zo’n 4,5 miljoen mensen.
Het StEnSea (Stored Energy in the Sea) project heeft de steun van het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi). Het concept van de energiebel werd in 2011 -enkele dagen voor het Fukushima-drama- voor patent aangemeld door de Duitse fysicus prof. Horst Schmidt-Böcking (Universiteit Frankfurt) en Dr. Gerhard Luther (Universiteit Saarbrücken).
Met de hulp van Hochtief Solutions uit Frankfurt werd het eerste schaalmodel van 1:10 gebouwd. De vier weken durende proeven in november 2016 -onder projektleider Matthias Puchta van IWES- wezen uit dat het concept werkt.
IWES wil in een volgende fase een centrale op ware grootte -30 meter diameter- laten zakken tot op zo’n 600 à 800 meter diepte. Pas dan wordt verwacht dat de batterij ook economisch rendabel kan zijn. De opslagcapaciteit stijgt bij gelijke volumes lineair met de waterdiepte. Een ‘bel’ met een diameter van 30 meter zou bij 700 meter diepte zo’n 20 MWh kunnen opslaan en leveren.
Puchta rekent op een efficiëntie van 75 à 80%, vergelijkbaar met een conventionele pompcentrale. Nu nog zo'n diepe plekken vinden die dicht genoeg bij de oever liggen.
De onderzoekers zien alvast mogelijkheden voor de Noorse, Spaanse en Portugese kusten.
