Frage von ElrondMcBong, 60

Kapazität von Energiespeichern für Energiesicherheit?

Hallo zusammen, angenommen eine Stadt will 100% ihres Stromes aus Windkraft beziehen. Welche Kapazität muss ein Energiespeicher (bspw. Pumpspeicherwerk) haben um eine unterbrechungsfreie Versorgung zu gewährleisten? Wieviel Speicherkapazität ist das in etwa pro Einwohner (Industrie mal außen vor gelassen)?

Wie stark sind denn die Schwankungen in der Energiegewinnung bei Windkraft?

Hat da jemand gute Quellen?

Beste Grüße

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Energie & Strom, 38

das kommt darauf an, wie viel "überproduktion" ihr habt also wie viel mehr strom die windräder erzeugen, als in der stadt wirklich gebraucht wird.

im großen maßstab rechnet man übrigens ungefähr mit 1 kW an bedarf je haushalt übers Jahresmittel. du bräuchtest also praktisch je haushalt ca. 50 kWh kapazität, um 2 Tage ganz ohne strom zu überbrücken. die frage ist eben, ob man so viel wirklich braucht...

ihr solltet auch eine kombination aus wind, sonne und biomasse in betracht ziehen.. wind und sonne ergänzen sich hier wunderbar. dazu kann biomasse als regelbarer energieträger wunderbar für die grundlast eingesetzt werden.

lg, Anna

Kommentar von ElrondMcBong ,

Wieviel Überproduktion da besteht weiß ich nicht. Ist nur eine theoretische Aufgabe.

Wieviel sollte man denn mindestens überbrücken können? Kann es denn vorkommen dass mal 2 Tage oder länger kein Wind weht?

Naja, die Aufgabe sieht vor, dass die Stadt sich komplett aus den bestehenden Windkraftwerken versorgt.

Kommentar von Peppie85 ,

dann lass mal n paar fakten von der stadt rüber wachsen. wie viele windkraftanlagen stehen da, was für welche sind es, wie alt sind sie und vor allem wie groß ist die stadt?

lg, Anna

Kommentar von ElrondMcBong ,

Dazu wurden leider keine Angaben gemacht. Die Stadt hat 50.000 Einwohner

Kommentar von Peppie85 ,

gehen wir mal davon aus, dass die installierte leistung nach dem TATSÄCHLICHEN jahresmittelertrag gerade so ausreichend bemessen ist.

in dem fall wären höchstwahrscheinlich 2 bis 4 Wochen Sicherheitsreserve angemessen...

50.000 Einwohner durch 3,2 Personen pro haushalt im Schnitt macht 15.625 Haushalte. mal 12 kWh pro tag, mal 21 Tage mal 24 Stunden macht das rund 94,5 Megawattstunden an benötigter kapazität...

lg, Anna

Antwort
von GuenterLeipzig, 35

Wie groß ist denn Deine Stadt (Haushalte)?

Von welchen Windrädern mit welchen Kapazitäten wird gesprochen?

Auch sind das alles Milchmädchenrechnungen.

Pumpspeicherwerke haben in Deutschland so gut wie keine Bedeutung, derant Anteil ist unter 5 %. Das ist statistisches Rauschen.

So viele Standorte gibt es einfach nicht.

Die Schwankungen können erheblich sein, bei Windstille dreht sich nichts.

Ohne konventionelle Energieversorgung kommen die alternativen Energiequellen derzeit nicht aus, auch wenn man hier und da so tut als ob.

Günter

Kommentar von ElrondMcBong ,

Es handelt sich hier um eine rein theoretische Aufgabe. Die Stadt soll 50.000 Einwohner und keine Industrie haben und in einem Mittelgebirge liegen. Um welche Windräder es sich handelt wird leider nicht spezifiziert. Es soll ein Strategiepapier für die Speicherung der Windenergie entwickelt werden.

Kommentar von GuenterLeipzig ,

Die Crux an der Geschichte ist, dass sowohl Erzeugung als auch Abnahme starken Schwankungen unterworfen sind.

Bei der Abnahme kann man vom Standardlastprofil H0 für Haushalte ausgehen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Standardlastprofil#/media/File:Lastprofil\_VDEW\_H...

Nun kommt es wieder darauf an, wieviel Personen durchschnittlich in einem Haushalt wohnen, da diese unterschiedliche Jahresabnahmemengen haben.

Aber Du kannst ja mal so ins Rennen gehen, dass überwiegend 2 - 3 - Personenhaushalte anzutreffen sind.

Rechne in etwa 1000 kWh/Jahr und Person.

Jetzt kannst Du das Standardlastprofil nehmen und eine Min/Max-Betrachtung machen.

Wie gesagt: Milchmädchenrechnung, die Schwankungen können auf beiden Seiten erheblich sein.

Energiespeicher in Form von Akkus werden das Probem nicht lösen, auch wenn es hier und da propagiert wird.

Günter

Kommentar von ElrondMcBong ,

Gibt es eine derartige Kurve auch für die Erzeugung von Strom durch Windkraftanlagen? Das wäre sehr praktisch.

Man weiß ja relativ genau wieviel Energie im Schnitt verbraucht wird. Leider konnte ich keine Infos finden, wann und wieviel Strom erzeugt wird. Diese zeitliche Diskrepanz zu überbrücken ist ja im Endeffekt die Aufgabenstellung. Aber wie groß ist hier die Differenz bzw. wann, wie oft und wie lange reicht die Erzeugung nicht aus?

Was ist denn die durchschnittliche Zeit pro Jahr/Woche/Tag in der eine solche
Anlage nicht ausreichend Strom produziert? Werden die Volllaststunden,
Betriebsstunden oder gar eine andere Kennzahl herangezogen?

Kommentar von GuenterLeipzig ,

Genau das ist der Schwachpunkt:

Es kann keiner vorhersagen, ob und wann kein oder nicht genügend Wind weht.

Du benötigt in jedem Fall externe Regelenergie.

Günter

Antwort
von Mikkey, 26

Du musst zumindest berücksichtigen, dass es zwei Wochen lang keinen nutzbaren Wind gibt. Das kommt in Hochdruckwetterlagen im Sommer und im Winter schon mal vor.

Bei geschätzten 17.000 Haushalten und 10kWh Verbrauch pro Tag musst Du also Speicherkapazität für rund 2,4 GWh vorhalten.

Kommentar von ElrondMcBong ,

Hast du eine Quelle zu den zwei Wochen?

Laut den Statistiken die ich gesehen habe müssten es etwa 25.000 Haushalte sein mit je 3100kWh pro Jahr. Das ergibt dann 212.330kWh Bedarf pro Tag. Welche Quellen hast du für deine Werte?

Kommentar von Mikkey ,

Die zwei Wochen gehen auf gemachte Erfahrungen zurück. An der Nordseeküste hätte man sicher mit kürzeren Flauten zu rechnen, aber Du schriebst "Mittelgebirge".

Ebenso bin ich bei der Kleinstadt von 3-Personen-Haushalten ausgegangen, bei denen die Stromtarifrechner von 3500 kWh/a (~10kWh/Tag) ausgehen.

Kommentar von Mikkey ,

Hier

http://www.vde.com/de/Regionalorganisation/Bezirksvereine/Rhein-Ruhr/News/2011/D...

findest Du vielleicht ein paar verlässliche Angaben

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