Solarenergie aus Sonnenkraft – soweit so gut. Aber in der Nacht? Dunkelheit – kein Strom. Aus diesem Grund gibt es nur zwei Möglichkeiten: Die Energie speichern, etwa in Batterien (Stichwort Regelenergie) oder der Transport zwischen zwei Erdregionen (Modell China). Beim Transport plant China derzeit ein Netz zwischen Australien, China und Afrika zu erstellen um rund um die Uhr von Solarstrom profitieren zu können. Durch diese vielen Regionen sind sehr viele Zeitzonen inkludiert und es kann relativ kontinuierlich Strom erstellt und geliefert werden. Diese Leitungen sind allerdings teuer und die Netzverluste beim Transport sind erheblich. Aus diesem Grund gibt es mittlerweile neue Technologien, wie etwa die Flüssigluft Batterien, welche in diesem Beitrag vorgestellt wird.
Herkömmliche Speichertechnologien für Strom
Es weht der Wind, es scheint die Sonne. Es wird mehr Strom erzeugt als verbraucht. Doch dies führt ebenso zu einer Netzinstabilität. Aus diesem Grund werden dringen Stromabnehmer gesucht. Diese sind im einfachsten Fall große Batterien, welche den Strom speichern und bei Bedarf abgeben. Doch die Batterie kann auch als Form von potentieller Energie in Erscheinung treten. Große Pumpen verbrauchen Energie und pumpen Wasser in einen Stausee zurück. Auch dies ist eine Form der Speicherung – wenn auch nicht so effektiv. Zudem benötigen Stauseen viel Platz und können nicht überall erbaut werden.
Flüssigluft Batterie als Zukunftstechnologie
Neuartig für viele dürfte hingegen Flüssigluft Batterien sein. Das Prinzip ist einfach: Strom wird mit Hilfe von flüssiger Luft gespeichert. Doch was ist eigentlich flüssige Luft? Zuerst wird die Luft auf 200 bar komprimiert wobei diese sich erwärmt. Durch einen Kühler wird die Temperatur gesenkt und der Luftdruck wandert auf Normaldruck. Die Lufttemperatur sinkt dadurch sowie durch weiterer entgegenströmender Luft erheblich. Ein Teil der Luft verflüssigt sich dadurch und hat eine bläuliche Farbe. Die Temperatur der flüssigen Luft beträgt -196° Celsius. Die restliche nicht-verflüssigte Luft wird erneut komprimiert und der Vorgang wiederholt sich. Das Verfahren stammt von C. Linde.
Wie funktionieren Flüssigluft Batterien?
Die überflüssige Energie wird dazu verwendet um flüssige Luft herzustellen und auf -196° Celsius herunter zu kühlen. Die flüssige Luft wird anschließend in Tanks gespeichert und aufbewahrt. Damit ist die Batterie (der Akku) de facto geladen. Die Stromentnahme passiert in die Gegenrichtung. Die Luft wird leicht erwärmt, sodass sich diese wieder in einen gasförmigen Zustand wandelt. Durch diesen Vorgang dehnt sich die Luft um das 700fache aus, wodurch ein Generator angetrieben werden kann, welcher Strom erzeugt.
Eine erste Anlage in Großbritannien liefert bis zu 250 Megawattstunden an Energie, wodurch mehr als 60.000 Haushalte versorgt werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kapazität im Laufe der Jahre nicht abnimmt (wie etwa in Lithium-Ionen-Batterien, wie sie derzeit in Handys verbaut sind). Zudem werden keine seltenen Erden für das Kraftwerk benötigt.
Mehr über alternative erneuerbare Zukunftstechnologien
Neben Flüssigluft Batterien gibt es weitere Highlights wie etwa den Tropfen Generator, welcher mit ein paar Tropfen Strom erzeugen kann. Wie dies funktioniert erkläre ich dir im Beitrag Tropfen Generator.