Solarstrom für den Winter speichern? Diese geniale deutsche Erfindung macht’s möglich

So günstig sich Solarstrom auch produzieren lässt, im Winter steht er als primäre Energiequelle nicht mehr länger zur Verfügung. Mit den dunkleren Monaten des Jahres sinken Lichtintensität und Sonnenstunden, sodass die PV-Anlagen nur noch einen Bruchteil ihres sonstigen Ertrags liefern. Die gängigste Methode in Haushalten Strom einzuspeichern, erfolgt in Form von Batteriespeichern. Die meisten davon stellen Lithium-Ionen-Akkus dar, die vor allem wegen ihrer teuren Materialien keine günstige Anschaffung sind. Obwohl es Vorstöße mit Redox-Flow-Batterien als Alternativen gibt, stehen bisher keine langfristigen Speichersysteme für Solarstrom zur Verfügung. Ein deutscher Tüftler hält Druckluftspeicher für die Lösung, um Solarstrom für den Winter zu speichern.

Solarstrom für den Winter mit Druckluftspeicher sichern

Druckluftspeicher gibt es bereits seit Längerem. Einige Länder wie China bauen die Anlagen bereits in großen Größenordnungen, um Strom über eine lange Zeit einzuspeichern. Druckluftspeicher verlieren im Gegensatz zu anderen Speichersystemen keinen Teil der eingespeicherten Energie und können sogar zur Langzeitspeicherung dienen. Selbst eine Nutzung Jahre später wäre mit dieser Technologie möglich. Die Technologie wies jedoch zwei große Schwachstellen auf, die einen Einsatz im großen Maßstab oder in privaten Hausanlagen unmöglich erscheinen ließen. Zum einen gibt Luft, die zusammengepresst wird, Wärme an die Umgebung ab. Umgekehrt benötigt Luft, die sich wieder ausdehnen soll, Wärme, die sie ihrer Umgebung entzieht. So musste in der Arbeit mit Druckluftspeichern mit hohen Temperaturschwankungen gerechnet werden, die die zugehörige Anlage kompensieren musste.

Gerade um eine Vereisung der Anlage beim Entweichen der Luft zu verhindern, benötigen Druckluftspeicher Energie für die Erwärmung der Luft. Dadurch verschlechterte sich der Wirkungsgrad der Speichertechnologie entsprechend. Denn einen Teil der eingespeicherten Energie „verlor“ man so ständig in dem Versuch, einer Vereisung der Anlage entgegenzuwirken. Genau dieses Problem löste der deutsche Erfinder Georg Tränkl, indem er die Prozessgeschwindigkeit reduzierte. Insgesamt setzt er auf über 10 Zylinder, die die Luft in langsamer Geschwindigkeit in die Druckluftbehälter pressen. Da sein System ebenso die Ausdehnung der komprimierten Luft verlangsamt, verhindert er eine kritische Abkühlung der Luft dabei.

Dadurch besteht keine Gefahr für die Vereisung des Druckluftspeichers. Insgesamt meldete Tränkl neun Patente für seine Anlage an. Für die Umsetzung und Vermarktung seiner Druckluftspeicher gründete er das Unternehmen 2-4 Energy. Tränkls Anlage wurde bereits von einem Team der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH) inspiziert. Laut Auswertung konnte festgestellt werden, dass tatsächlich kein Erwärmen der Druckluft notwendig ist. Der Druckluftspeicher stellt somit einen idealen dezentralen Energiespeicher für kleinere Anwendungszwecke dar. Vorrangig für Ein- und Zweifamilienhäusern, die den Verlust der Stromproduktion ihrer PV-Anlagen im Winter damit ausgleichen könnten.

Günstiger als Batteriespeicher und Langzeitspeicherung möglich

Der größte Vorteil des Druckluftspeichers im Vergleich zu anderen Stromspeichern besteht in der Möglichkeit einer Langzeitspeicherung. Sie ist problemlos über Monate bis Jahre möglich, sodass die Speicheranlagen überschüssige Energie im Sommer einspeichern könnten, um sie über die Wintermonate zu nutzen. Ebenso ist die Anlage in der Herstellung laut wesentlich günstiger als gängige Batteriespeichersysteme. Der Prototyp der Anlage ist bisher jedoch noch so wuchtig, dass er nicht für Privatpersonen in Betracht kommt, die den Raum dafür nicht aufbringen können. Er ist rund 5 Meter lang und etwa 2,5 Meter breit. Hinzu kommt eine Höhe von 2,5 Metern, sodass der Speicher einigen Platz einnimmt. Dafür ist jedoch auch seine Leistung mit 5,5 Kilowatt jedoch beachtlich und könnte einigen Strom im Winter bereitstellen.

Der elektrische Wirkungsgrad des Speichers liegt laut Erfinder bei rund 40 Prozent. Die Anlage liegt somit zwar unter der Effizienz von Batteriespeichern, gleicht diesen Nachteil jedoch durch die günstigeren Kosten und die bessere Langspeichermöglichkeit aus. Die Vorteile des Systems konnten offensichtlich auch innerhalb der Industrie überzeugen. Wie MDR berichtet, arbeitet Tränkl aktuell mit einem Unternehmen zusammen, das den Energiespeichern zur Serienreife verhalten möchte. Sobald dieses Zwischenziel umgesetzt ist, will man auch eine kompaktere Form der Druckspeichersysteme speziell für Einfamilienhäuser erarbeiten. Noch sind die Druckluftspeicher in Deutschland nicht offiziell im Handel erhältlich.