Dezentraler Lageenergiespeicher

Was, wenn mal grad kein Wind weht oder die Sonnenstrahlen von den PV-Anlagen nicht eingefangen werden können?

Im Zuge der Klimaneutralität wird auf erneuerbare Energiequellen gesetzt, welche jedoch nicht rund um die Uhr verfügbar sind. Diese Situation könnte in naher Zukunft ein ernsthaftes Problem darstellen und den Stromgebrauch in Spitzenzeiten gefährden. Um diese Stromengpässe zu vermeiden und eine permanente Versorgung der gesamten Bevölkerung sicherstellen zu können, ist es unabdingbar, sich mit dem Thema der Energiespeicherung intensiv auseinander zu setzen.

In unseren Lehrberufen als Land- und Baumaschinenmechaniker ist die Elektrifizierung ein aktuelles Thema und unser Interesse dafür entsprechend ausgeprägt.

Da ebenfalls der Klimawandel in der Landwirtschaftsbranche stark zu spüren ist und ein immenses Problem unserer Zeit darstellt, war unser Interesse für das Fachgebiet Energieversorgung geweckt und wir entschlossen unsere BMA diesem Thema zu widmen. Dabei ist es uns ein Anliegen mit unserer Arbeit einen möglichen Beitrag zur Klimaneutralität dieses Planeten (unserer Menschheit) beitragen zu können.

Um diese beiden Ideen zu verbinden, war unser Fokus zu Beginn der Arbeit auf der nachhaltigen bzw. erneuerbaren Energiegewinnung. Dies stellte sich jedoch als schwierig heraus, da daran bereits intensiv geforscht wird.

Die Sichtung des EV1 Turmes im Tessin von Energy Vault (EV1 | Energy Vault) brachte uns somit auf die Idee, den Strom nicht primär zu gewinnen, sondern ihn in Form von Lagenenergie zu speichern. Das Prinzip dabei ist erstaunlich simpel. Mithilfe eines Elektromotors und einer Seilwinde können schwere Gewichte in die Höhe gezogen werden, wobei der elektrische Strom in Lagenenergie umgewandelt wird. Wird Strom benötigt, werden die Gewichte heruntergelassen, der Motor wird zum Generator und produziert Strom. Diese Technologie kommt im Vergleich zu herkömmlichen Lithium Akkumulatoren mit weniger kritischen Ressourcen aus und kann somit einen Beitrag zur nachhaltigen Speicherung von Strom leisten. Da sicherlich niemand einen Turm in seinem Garten möchte, kam uns die Idee eines unterirdischen Speichers in einem Schacht.

Unsere Arbeit befasst sich mit der technischen Umsetzung und der Funktion, was wir präzise untersucht und in einer 3d Konstruktion

entworfen haben. Als erster Schritt war es nötig die Möglichkeiten für eine Bohrung mit grossen Durchmessern und Tiefen abzuwägen. Durch die heutigen Möglichkeiten der Bohrungen lässt sich unsere Anlage im Grunde von 30kWh bis 760kWh skalieren und kann somit als potenzieller Energiespeicher für Einfamilienhäuser wie auch grössere Überbauungen dienen.

Für die Konstruktion der Anlage schlagen wir das Verwenden von Materialien vor, die weniger umweltbelastend sind, als die Mineralien, die in Akkumulatoren verwendet werden. Dieser Prozess konfrontierte uns schnell mit der Frage nach der Nachhaltigkeit in der Energiebranche, da schlussendlich weder Energie erzeugt noch vernichtet werden kann, was wiederum bedeutet, dass bei gleichbleibendem Energieverbrauch diese aus einem anderen System gezogen werden muss. Auch zur Speicherung von Energie sind Rohstoffe und Eingriffe in die Natur nötig, was in jedem Fall eine Belastung für die Umwelt darstellt. Somit gibt es zwei Möglichkeit nachhaltiger mit Energie umzugehen. Einerseits weniger Energie zu verbrauchen oder die Effizienz der Geräte zu maximieren, sowie die benötigten Ressourcen zu minimieren. Um letzteres Ziel zu erreichen, ist es notwendig in alle möglichen Richtungen zu forschen und dieses zu analysieren. Aus diesem Anlass hat unsere Anlage bestimmt eine Berechtigung, jedoch müsste die ökonomische Machbarkeit, sowie die Langzeitwirkungen der von uns beschriebenen Bohrung auf die Natur besser untersucht werden, um abschliessend sagen zu können, ob wir in Zukunft unsere Energie in Betonblöcken speichern wollen.

Für uns hatte die Arbeit auf jeden Fall einen Einfluss. Sie hat aufgezeigt, wie komplex das Thema der Energiewende ist, aber auch wie ausgeprägt die Möglichkeiten sind. Deshalb werden wir uns in Zukunft sicherlich immer wieder mit diesem Thema auseinandersetzen und versuchen die Welt zu einem besseren Ort zu machen.