Der Bedarf an elektrischer Energie steigt weltweit stetig an. Gleichzeitig nimmt die Stromerzeugung aus regenerativen Energien zu. Die Kapazitäten zur Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie müssen an den steigenden Verbrauch angepaßt werden. Im Sinne einer zuverlässigen Stromversorgung müssen auch die installierte Kraftwerksleistung und die Reservekapazitäten erweitert werden, um auf die jeweilige Lastsituation reagieren zu können.
Mit dem steigenden Anteil von empfindlicher Elektronik in Telekommunikationsgeräten und Computern werden auch die Anforderungen an die elektrische Energie bezüglich Spannungsqualität und Versorgungssicherheit höher.
Die Energiewirtschaft ist aus Kostengründen daran interessiert, die Erweiterung der Erzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungskapazitäten so gering wie möglich zu halten und die Investitionen solange wie möglich hinauszuzögern. Auch aus umweltpolitischer Sicht ist der Versuch sinnvoll, nur soviel Anlagen wie nötig aufzustellen, da somit Rohstoffe und die Energie zur der Herstellung und Montage dieser Anlagen gespart werden kann. Eine Möglichkeit, Kapazitätserweiterungen zu vermeiden, ist die Reduzierung der Spitzenlasten. Daher schaffen die Energieversorgungsunternehmen durch ihre Tarifstruktur Anreize für Stromkunden, ihren Lastbezug zu vergleichmäßigen.
Will ein Stromkunde, z.B. ein produzierendes Unternehmen, die Tarifstruktur zur Kostenersparnis ausnutzen, bedient er sich des verbraucherseitigen Lastmanagements. Zu den Maßnahmen des Lastmanagements gehören die Verlegung eines Teils der Produktion in lastärmere Zeiten, Überwachung der für die Leistungsverrechnung maßgeblichen Viertelstundenmittelwerte der Bezugsleistung, Abschaltung von Verbrauchern nach einer Prioritätenliste, wenn die Gefahr der Überschreitung einer bestimmten Leistungsgrenze besteht, und der Einsatz von Energiespeichern.
Im Zuge der Liberalisierung der elektrischen Energieversorgung werden in Zukunft Energiedienstleistungsunternehmen entstehen, die keinen Strom mehr produzieren sondern mit dem Strom handeln. Sie werden Strom zu Spitzenlastzeiten meistbietend verkaufen oder Kunden mit störungsempfindlichen Geräten elektrische Energie mit sehr geringen Spannungs- und Frequenzschwankungen anbieten. Auch diese Dienstleister werden potentielle Benutzer von Energiespeichern sein.
Die Speicherung findet dabei dezentral statt, das heißt in der Nähe des Stromverbrauchs. Der heute am weitesten verbreitete Speichertyp für die dezentrale Energiespeicherung ist der Batteriespeicher. Doch zeigt die momentane Forschungstätigkeit im Bereich der Schwungradenergiespeicher und der supraleitenden magnetischen Energiespeicher das große Interesse an alternativen Speichermöglichkeiten.
In dieser Diplomarbeit, die in Zusammenarbeit mit der Firma ENERCON in Aurich entstanden ist, wird die Frage geklärt, ob eine große Schwungradenergiespeicheranlage mit einem Energieinhalt von 50 kWh für den dezentralen Einsatz mit einfachen Mitteln realisierbar ist. Hierzu werden zunächst die Entwicklung und die Grundlagen der Schwungradtechnik behandelt. Anschließend folgt ein Überblick über andere Energiespeichermöglichkeiten. In einem konzeptionellen Entwurf wird die Machbarkeit der Schwungradenergiespeicheranlage nach dem Stand der Technik demonstriert. Es wird ein Modell zur Simulation des Anlagenverhaltens erstellt. Der Entwurf wird schließlich nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten bewertet.
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