Das Projekt "ADELE-ING Fortsetzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWE Group Business Services GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Vorbereitung des kommerziellen Baus und Betriebs eines ADELE-Energiespeichers sowie die anschließende Vermarktung. In diesem Zusammenhang soll insbesondere die Frage beantwortet werden, wann ein wirtschaftlicher Betrieb einer ADELE-Anlage zu erwarten ist und wann es sinnvoll ist, in Demonstrationsvorhaben einzusteigen. Zunächst wird hierzu mit Hilfe der Technologiepartner eine belastbare Kostenschätzung für die verschiedenen betrachteten ADELE-Systemkonfigurationen erstellt. Parallel werden die einzelnen potentiellen Erlöse durch den markt- sowie netzdienlichen Einsatz der ADELE-Technologie ermittelt. Die Möglichkeiten und Anforderungen der Märkte sowie die technologische Ausgestaltung der ADELE-Anlagen beeinflussen sich hierbei gegenseitig und werden iterativ berücksichtigt. Die RWE Gesellschaften übernehmen die Rolle eines möglichen Investors und Betreibers bzw. Dienstleisters der ADELE-Technologie. ESK, als Tochterunternehmen der RWE, ist Dienstleister für Kavernen und Untergrundtechnologie.
Das Projekt "Bewertung des Beitrags von Speichern und Pumpspeichern in der Schweiz, Österreich und Deutschland zur elektrischen Energieversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft durchgeführt. Mit dem geplanten massiven Ausbau der erneuerbaren Energien insb. in Deutschland und Italien geht ein Anstieg der fluktuierenden Einspeisung in Europa einher. Vor diesem Hintergrund gewinnt der Einsatz von Energiespeichern national und international stark an Bedeutung. Weil die Schweiz, Österreich und Deutschland aufgrund ihrer geographischen Nähe sowie der elektrischen Anbindung im Höchstspannungsnetz eng miteinander gekoppelt sind, stellt sich das Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ) Österreichs gemeinsam mit Ministerien in der Schweiz und Deutschland die Frage, ob und in welchem Umfang Speicher und Pumpspeicher in den drei Ländern auch in Zukunft einen Beitrag für eine gemeinsame zuverlässige Stromversorgung leisten können. Das Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft an der RWTH Aachen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten intensiv mit Fragestellungen aus dem Bereich Kraftwerkseinsatzoptimierung sowie Netzplanung und Betrieb beschäftigt. Dabei sind Verfahren und Modelle entstanden und laufend erweitert worden, die eine detaillierte Abbildung der Wirkzusammenhänge zwischen hydrothermischen Erzeugungsanlagen und dem europäischen Übertragungsnetz bzw. lokalen Verteilnetzen ermöglichen. In den vergangenen Jahren konnte die Praxistauglichkeit der Ansätze durch das Mitwirken am deutschen Netzentwicklungsplan 2012 bzw. 2013, Studien für internationale Netzbetreiber sowie zahlreichen Forschungsprojekten (bspw. 'Roadmap Speicher: Speicherbedarf für erneuerbare Energien - Speicheralternativen - Speicheranreiz - Überwindung rechtlicher Hemmnisse') gezeigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Konstruktion und Anlagenbau zur Windenergie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KD Stahl- und Maschinenbau GmbH durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens beruht auf dem ständig steigenden Interesse am Einsatz von regenerativen Energien zur Erzeugung von Nutzenergie. Die Problemstellung der verschiedenen Systeme zur Erzeugung von 'grüner Energie' liegt darin, dass nicht die Möglichkeit besteht, die erzeugte Energie effizient umzuwandeln oder dann einzusetzen, wenn sie benötigt wird. Daher muss es gelingen, die in der Natur vorhandene Energie effizient (auch in kleinsten Mengen) in elektrische Energie umzuwandeln und zusätzlich nutzbar zu machen. Es ergibt sich also die Forderung nach der temporären Speicherung sowie der Kompensation von Energieschwankungen bei Verbrauch und Erzeugung. Dabei ist angedacht, regenerativ erzeugte Energie, in jeder zur Verfügung stehenden Menge mechanisch zwischen zu speichern, um sie dann in einem weiteren Arbeitsschritt gleichmäßig zu verwenden, in einen Langzeitspeicher zu überführen, oder in das globale Versorgungsnetz einzuspeisen. Für die Umsetzung dieses mechanischen Speichers wird ein textiles Zug- und Tragmittel eingesetzt, welches mehrere Funktionen implementiert. Der Nachweis der Funktion des gesamten Systems wird in einer Demonstratoreinrichtung geführt. Dabei werden Schwerpunkte, wie beispielsweise Konstruktion des textilen Zug- und Tragmittels, Funktion des Kurz- und Langzeitspeichers, Funktion des Energiemanagementsystems und die Lebensdauer des Gesamtsystems untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: HTS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOCHTIEF Solutions AG durchgeführt. Das Vorhaben umfasst die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Pumpspeicherkonzeptes zur Speicherung großer Mengen elektrischer Energie offshore. Das Konzept des Meeres-Pumpspeicherkraftwerks nutzt das Meer selbst als oberes Speicherreservoir. Das untere Speicherbecken wird durch einen Hohlkörper auf dem Meeresgrund gebildet, der im Pumpbetrieb mit Ladestrom leer gepumpt wird und im Entladebetrieb über eine Turbine zum Generatorantrieb wieder mit Wasser gefüllt wird. Das Vorhaben baut auf einer Vorstudie der Projektpartner auf in dem die Zielkosten des Pumpspeicherkraftwerkes, die Kugelform des Höhlkörpers sowie mögliche Standorte bestimmt wurden. Das Vorhaben beginnt mit einer detaillierten Systemanalyse zur Planung, Konstruktion, Bau- und Logistikkonzept des Druckbehälters, Entwicklung und Detailauslegung der Pumpturbinen, Einbindung in das Stromnetz auf Grundlage von Lastflussberechnungen, Marktanalysen und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für einen internationalen Markt, Entwicklung einer Markteinführungsstrategie und Roadmap für die technische Umsetzung. Zunächst wird ein Modellversuch im Maßstab 1:10 in einem Binnengewässer durchgeführt. Dabei werden Detailfragestellungen zu Konstruktion, Bau, Installation, Logistik, Betriebsweise und Wartungskonzepten für das Speichersystem experimentell untersucht. Die letzte Projektphase umfasst Identifikation und Machbarkeitsanalyse für einen offshore Pilotversuch an einem Standort mit einigen hundert Metern Wassertiefe und geeigneter Infrastruktur. Die Pilotphase ist für ein Nachfolgeprojekt vorgesehen, sofern die Ergebnisse das Konzept rechtfertigen.
Das Projekt "Potenziale von Pumpspeicherkraftwerken in NRW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lahmeyer Hydroprojekt GmbH durchgeführt. Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz führt im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen eine Untersuchung der Potenziale von Pumpspeicherkraftwerken im Land durch. Hierbei sollen geeignete Standorte für Pumpspeicherkraftwerke identifiziert und bewertet werden sowie landesweit das machbare Potenzial von Pumpspeicherkraftwerken in Bezug auf Leistung und Kapazität und unter Einbeziehung von Nutzungskonflikten und ökonomischen Faktoren abgeschätzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Integration des Speichers in die Energieversorgung; Teilprojekt 3: Wirtschaftliche Betrachtung und Wertung für eine Pilotanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Evonik New Energies GmbH durchgeführt. Die Konzeptidee betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Energie durch Komprimierung von Luft in stillgelegten, großvolumigen Bergwerken mit Energierückgewinnung zur Abdeckung eines zeitlich veränderlichen Energiebedarfes bei gleichzeitiger Realisierung einer Hohlraumstabilisierung im Sinne einer Langzeitverwahrung des Grubengebäudes. Arbeitspunkte werden detailliert in der Vorhabensbeschreibung (Anlage 1) erläutert. 1. Speichersystem und Langzeitstabilisierung (K-UTEC) 2. Integration des Speichers in die Energieversorgung (STEAG) 3. Wirtschaftliche Betrachtung und Wertung für eine Pilotanlage (Verwertungsplan, K-UTEC und STEAG). Eignungsnachweis des Verfahrens und Überführung eine praktikable Konzeption und Konzeption einer Pilotanlage an einem während der Themenbearbeitung auszuwählenden Standort.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Windenbau, Systemkomponenten, Werkzeugbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AMW Automatisierungstechnik und Maschinenbau Wendisch GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel des Forschungsvorhabens beruht auf dem ständig steigenden Interesse am Einsatz von regenerativen Energien zur Erzeugung von Nutzenergie. Die Problemstellung der verschiedenen Systeme zur Erzeugung von 'grüner Energie' liegt darin, dass nicht die Möglichkeit besteht, die erzeugte Energie effizient umzuwandeln oder dann einzusetzen, wenn sie benötigt wird. Daher muss es gelingen, die in der Natur vorhandene Energie effizient (auch in kleinsten Mengen) in elektrische Energie umzuwandeln und zusätzlich nutzbar zu machen. Es ergibt sich also die Forderung nach der temporären Speicherung sowie der Kompensation von Energieschwankungen bei Verbrauch und Erzeugung. Dabei ist angedacht, regenerativ erzeugte Energie, in jeder zur Verfügung stehenden Menge mechanisch zwischen zu speichern, um sie dann in einem weiteren Arbeitsschritt gleichmäßig zu verwenden, in einen Langzeitspeicher zu überführen, oder in das globale Versorgungsnetz einzuspeisen. Für die Umsetzung dieses mechanischen Speichers wird ein textiles Zug- und Tragmittel eingesetzt, welches mehrere Funktionen implementiert. Der Nachweis der Funktion des gesamten Systems wird in einer Demonstratoreinrichtung geführt. Dabei werden Schwerpunkte, wie beispielsweise Konstruktion des textilen Zug- und Tragmittels, Funktion des Kurz- und Langzeitspeichers, Funktion des Energiemanagementsystems und die Lebensdauer des Gesamtsystems untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Speichersystem - Langzeitstabilisierung; Teilprojekt 3: Wirtschaftliche Betrachtung und Wertung für eine Pilotanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K-UTEC AG Salt Technologies durchgeführt. Die Konzeptidee betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Energie durch Komprimierung von Luft in stillgelegten, großvolumigen Bergwerken mit Energierückgewinnung zur Abdeckung eines zeitlich veränderlichen Energiebedarfes bei gleichzeitiger Realisierung einer Hohlraumstabilisierung im Sinne einer Langzeitverwahrung des Grubengebäudes. Arbeitspunkte werden detailliert in der Vorhabensbeschreibung (Anlage 1) erläutert. 1. Speichersystem und Langzeitstabilisierung (K-UTEC) 2. Integration des Speichers in die Energieversorgung (STEAG) 3. Wirtschaftliche Betrachtung und Wertung für eine Pilotanlage (Verwertungsplan, K-UTEC und STEAG) Eignungsnachweis des Verfahrens und Überführung eine praktikable Konzeption und Konzeption einer Pilotanlage an einem während der Themenbearbeitung auszuwählenden Standort.
Das Projekt "Energiespeicher: Technologiesteckbrief zur Analyse 'Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V. durchgeführt. Die Ad-hoc-Arbeitsgruppe Flexibilitätskonzepte hat analysiert, wie die Stromversorgung im Jahr 2050 mit einer CO2-Einsparung gegenüber 1990 von 80 bis 100 Prozent gestaltet werden könnte. Dabei lag der Fokus darauf, wie die Versorgungssicherheit in der Stromversorgung bei einem wachsenden Anteil volatil einspeisender erneuerbarer Energien sichergestellt werden kann. Für verschiedene Szenarien wurde untersucht, wie die fluktuierende Stromerzeugung ausWind und Photovoltaik sinnvoll durch sogenannte Flexibilitätstechnologien - flexible Stromerzeuger, Demand-Side-Management, Speicher und Netzausbau - ergänzt werden kann. Hierbei war es das Ziel, sämtliche Möglichkeiten zur Bereitstellung von Flexibilität zu erfassen und zu charakterisieren, um deren Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlich ausgeprägten Stromsystemen im Jahr 2050 zu identifizieren. Um eine valide und aussagekräftige Datenbasis zu erhalten, wurde ein breiter Konsultationsprozess mit Expertinnen und Experten aus Industrie und Wissenschaft durchgeführt. In zehn Fachgruppen wurden die verschiedenen Technologien zur Bereitstellung von Flexibilität analysiert und einer einheitlichen interdisziplinären Bewertung unterzogen. Die Fachgruppen bearbeiteten folgende Themenkomplexe: Windkraftanlagen, Photovoltaik, Bioenergie, Solarthermische Kraftwerke, Geothermische Kraftwerke, Konventionelle Kraftwerke, Energiespeicher, Demand-Side-Management im Strommarkt, Demand-Side-Management im Wärmemarkt, Stromnetze. Der Stand der Technik und die Entwicklungspotenziale für die Zeithorizonte 2023 und 2050 sowie der Forschungs- und Entwicklungsbedarf wurden soweit wie möglich erfasst. Als Basis für die Modellrechnungen, die für die anschließende Analyse Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050: Technologien - Szenarien - Systemzusammenhänge durchgeführt wurden, wurden Technologieparameter wie zum Beispiel Kostendaten und Wirkungsgrade geschätzt. Außerdem wurden Fragen der gesellschaftlichen Akzeptanz, der Materialverfügbarkeit und relevante Aspekte des Energiewirtschaftsrechts sowie des Bau- und Emissionsschutzrechts zur Umsetzungder verschiedenen Technologien diskutiert und mithilfe einer Ampelsystematik bewertet.
Das Projekt "Teilprojekt: ENERSPIN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Babcock Noell GmbH durchgeführt. Die zunehmende Volatilität des Stromnetzes durch eine VielzahI verschiedener Einspeiser, v.a. aus Wind- und Solarenergie, verlangt nach neuen technischen Ansätzen, um lokal und auf kurzen Zeitskalen von einigen Sekunden Fluktuationen zu glätten und die Netzstabilität zu gewährleisten. Schwungmassenspeicher eignen sich hier ideal aufgrund kurzer Reaktionszeit, hoher Zyklenfestigkeit sowie geringer leistungsspezifischer Kosten. ZieI des Vorhabens ist daher die Herstellung zweier Technologiedemonstratoren mit einer Leistung von größer als 250 kW, Drehzahlen von über 18000 1/min und einer Kapazität von 3-5 kWh und deren Erprobung. Kerntechnologie sind wie bei einem BMWi geförderten Vorläuferprojekt im Bereich der USV berührungslose, verschleißfreie Levitationslager auf Basis passiver Magnetlager. Um aus diesem Vorhaben ein wirtschaftliches, zuverlässiges und energieeffizientes Produkt ableiten zu können, besteht neben der Systemintegration und - erprobung zunächst erheblicher FUE-Bedarf im Bereich der Komponenten: Optimierte Gestaltung von Lager und Schwungmasse und deren Fertigungsverfahren, um teures Faserverbundmaterial und Gewicht einzusparen, Synchronmotoren hohen Wirkungsgrades, die eine maximale Ausnutzung des Energieinhaltes erlauben, neuartige elektrodynamische Dämpfer zur Stabilisierung des Rotors und minimierter Eigenenergieverbrauch und Wartungsbedarf durch innovative Vakuum- und Kryokühlungs-Konzeption. Parallel werden Aspekte der Betriebssicherheit und Marktpotentiale untersucht.
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