Forschungsprojekt StEnSEA 2.0

StEnSEA 2.0 - Stored Energy in the Sea

Nach dem erfolgreichen Modellversuch im Maßstab 1:10 im Bodensee in 100m Wassertiefe im ersten StEnSea Projekt soll im Rahmen des Folgeprojekts gezeigt werden, dass die Technologie auch in größerem Maßstab in großen Wassertiefen erfolgreich eingesetzt werden kann. Eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise und weitere Informationen sind auf der Themenseite zu StEnSea zu finden.

Im Rahmen von StEnSea 2.0 soll ein skaliertes Funktionsmodell im Maßstab 1:3 vor der kalifornischen Küste als nächster notwendiger Entwicklungsschritt realisiert und über einen Zeitraum von ca. einem Jahr im Meer in ca. 650 m Wassertiefe erprobt werden.

Die finale Definition der Abmessungen des Funktionsmodells ist Teil der Projektarbeit und wird durch eine Vielzahl von Faktoren, wie z.B. verfügbare Logistik-Lösungen, beeinflusst. Das Ziel des Projekts ist es mit der 1:3 Skalierung des StEnSea-Systems eine Speicherkapazität von ca. 0,5 - 1 MWh und eine Leistung von 0,5 - 1 MW zu erreichen. Diese für ein Verteilnetz relevante Größenordnung führt dazu, dass der Speicher auch im Netz genutzt werden kann und einen nennenswerten Beitrag zur Netzentlastung liefert.

In diesem zweiten Forschungsvorhaben werden zwei Projekte parallel gefördert. Im deutschen Projekt entwickelt das Fraunhofer IEE zusammen mit dem Projektpartner Pleuger Idustries GmbH die technische Einheit, deren wesentliche Komponente die Pumpturbine und die Mess-, Steuer, und Regelungstechnik sind. Im amerikanischen Projekt entwickelt und fertigt die Firma sperra die Betonkugel mit Hilfe eines neuartigen 3D-Betondruckverfahren.

Die Förderung erfolgt anhand des Berliner Modells, sodass die nationalen Partner jeweils vom nationalen Fördergeber gefördert werden und am Ende der Offshore-Test gemeinsam in den USA, vor der kalifornischen Küste durchgeführt wird. Im Rahmen der Zusammenarbeit übernimmt der amerikanische Projektpartner sperra die Koordination des Offshore-Tests auf amerikanischer Seite. Diese umfasst, neben Genehmigungen durch örtliche Netzbetreiber und die zuständigen Behörden, detaillierte geotechnische Untersuchung des Standortes, lokale Anbindung (Umspannwerk, Netzanbindung) sowie Entwicklung, Vorbereitung und Koordination der Logistik.

Durch die Installation in ähnlicher Tiefe wie eine spätere 1:1 Skalierung soll sichergestellt werden, dass die Ergebnisse aus dem Bereich der Installation, des Transports und des Betriebs direkt auf ein 1:1 System übertragen werden können (bessere Verwertbarkeit der Ergebnisse). Die gewonnenen Betriebsdaten aus der Erprobung werden die Weiterentwicklung hin zu einem 1:1 Modell unterstützen und sollen den beteiligten deutschen Industrie- und Forschungspartnern einen entscheidenden weltweiten Vorteil im Markt der innovativen Pumpspeicherkonzepte ermöglichen.

Ship for container with working crane bridge in shipyard for Logistic Import Export background
Parameter
StEnSea-System 1:3 (Kalifornien)   StEnSea-System 1:1
Außendurchmesser / m 10 30
Gewicht / t 1.000 20.000
Wassertiefe / m 500 - 700 600 - 800
Kapazität / MWh 0,5 - 1 20
Leistung / MW 0,5 - 1 5 - 7
Wirkungsgrad 0,60 0,80

Dazu trägt auch bei, dass das Konzept eine Vielzahl von Synergieeffekten mit der Offshore Öl- und Gas-Industrie sowie der Windindustrie aufweist. So können z. B. Kabel, Logistikinfrastruktur, Pumpturbinen, Schiffe, Messtechnik, Sensoriksysteme und Korrosionsschutz adaptiert werden.

Die aktuellen Herausforderungen beziehen sich insbesondere auf die Systemintegration der Einzelkomponenten und neue Steuerungs- und Betriebsführungsverfahren des Speichers. Weitere Herausforderungen bestehen bei der Installation, Logistik und den entsprechenden elektrischen Kabelverbindungen, die erstmalig Offshore für diese Technologie angewandt und entwickelt werden müssen.

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Logo Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz