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Druckluftspeicherkraftwerke -
Dipl.-
Energie-
Wirkungsgradbestimmung von Druckluftspeicherkraftwerken
ENERGIESPEICHER | Der Stromspeicher-
Druckluftspeicherkraftwerk Huntorf. Blick vom Niederdruckverdichter über den Generator zu den Brennkammern.
Druckluftspeicherkraftwerk Huntorf. Blick vom Niederdruckverdichter über den Generator zu den Brennkammern.
Bild: Uniper
Um verschiedene Stromspeicher vergleichen zu können, müssen geeignete charakteristische Werte definiert werden [1 bis 4]. Typischerweise werden Leistung, Kapazität und Kosten genannt, aber auch andere Faktoren wie Schwarzstartfähigkeit, Marktreife und Ressourcenaufwand sind wichtige Kriterien. Omnipräsent in Vergleichen von Stromspeichern ist der Wirkungsgrad, der angibt, wie viel des eingespeicherten Stroms nach Durchlauf durch den Speicher noch zur Verfügung steht. Er ist definiert als Verhältnis von elektrischer Arbeit, die beim Entladen in das Netz eingespeist wird (WEntladen), zu elektrischer Arbeit, die beim Laden dem Netz entnommen wird (WLaden):
Die Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern hängt einerseits ganz wesentlich vom Investitionsaufwand und andererseits von den Verdienstmöglichkeiten ab. Vereinfacht man die Einnahmen von Stromspeichern auf den gewinnbringenden Ein-
Einnahmen = Σ (WEntladen · pEntladen) – Σ (WLaden · pLaden) (2)
wobei p der Strompreis ist, der beim Laden niedriger sein soll als beim Entladen. Mit dem Wirkungsgrad wie in Gleichung (1) kann dann nach den dimensionslosen Einnahmen umgestellt werden:
Dies verdeutlicht, dass der Wirkungsgrad nicht nur eine wesentliche technische, sondern auch eine entscheidende ökonomische Größe ist, da er die minimal erforderliche Strompreisdifferenz für den wirtschaftlichen Betrieb von Speichern bestimmt.
Druckluftspeicherkraftwerke
Druckluftspeicherkraftwerke (CAES) werden zumeist zusammen mit Pumpspeicherkraftwerken als mechanische Stromspeicher genannt. Beide Technologien haben gemein, dass große Anlagen (> 100 MW) bereits seit mehreren Jahrzehnten im kommerziellen Betrieb erprobt sind; eine hohe Zyklenfestigkeit ist erwiesen; die Arbeits-
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Quelle: BWK Bd. 68(2016) Nr. 11