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​​Tonio Sant, Daniel Buhagiar und Team​

​​Zukunftsweisende Energiespeicherung für Offshore-Windparks

Preiskategorie
Forschung
Technisches Gebiet
Elektrische Maschinen und Geräte, Energie
Hochschule
​University of Malta​
​​Das von Tonio Sant, Daniel Buhagiar und ihrem Team entwickelte hydropneumatische Energiespeichersystem FLASC speichert überschüssigen Strom aus Windkraftanlagen als Hydroenergie, die bei Bedarf wieder in elektrische Energie umgewandelt werden kann.​

Der europäische Grüne Deal sieht bis 2030 eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 55 Prozent vor. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Energieerzeugung aus Offshore-Windkraft dringend ausgebaut werden. Allerdings liefert diese nachhaltige Energiequelle nicht immer gleich viel Strom, da der Wind unterschiedlich stark weht.

Mit dem FLASC-System lässt sich Windenergie in großem Stil günstig und zuverlässig speichern. Es erfasst und speichert die überschüssige Energie aus Zeiten mit hohem Windaufkommen und erzeugt daraus Strom, wenn dieser benötigt wird. Das System besteht aus zwei Druckbehälteranordnungen (Pressure Vessel Bundles, PVBs), die über ein Kabel miteinander verbunden sind. Der untere Druckbehälter ist fest im Meeresboden verankert, während der obere in einer schwimmenden Stützstruktur untergebracht ist. Der obere Druckbehälter wandelt den von der Windkraftanlage erzeugten überschüssigen Strom um, indem Meerwasser, das unter Druck als hydraulischer Kolben fungiert, die Luft in Hochdruckbehältern stark komprimiert. Bei geringem Wind oder Flaute lässt sich dieser Prozess umkehren, wobei die gespeicherte Energie freigesetzt und über eine Turbine in Strom umgewandelt wird.

Der untere Druckbehälter dient zur Erhöhung der Speicherkapazität und zur Regulierung der Temperatur. Diese steigt, wenn das Meerwasser unter Druck gesetzt wird, und fällt, wenn der Druck nachlässt. Da FLASC unter Wasser installiert wird, nutzt es den Ozean als natürliche Wärmesenke und benötigt kein komplexes Wärmemanagementsystem.

Die Idee verdankt sich der Tatsache, dass Land auf Malta kostbar und teuer ist. Buhagiar dazu: "Es ist sehr schwierig, an Land eine verfügbare Fläche zu finden. Wir haben uns daher gefragt: Wir wäre es, ein Energiespeichersystem zu entwickeln, das in einem bereits bestehenden Offshore-Windpark installiert wird?"

Zuverlässige Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen

Das FLASC-System entstand im Zuge von Buhagiars Promotion zum Thema Offshore-Windkraft, hydraulische Übertragung und Energiespeicherung an der University of Malta. Unterstützt durch Professor Sant, Buhagiars wissenschaftlicher Betreuer und Experte für Windenergie, erneuerbare Offshore-Energiequellen und Energiespeicherung, war das System zunächst als akademische Herausforderung und weniger als Lösung für ein konkretes Problem gedacht. Allerdings erkannte die Hochschule sehr schnell das Potenzial der Arbeit, ermutigte die beiden Nachwuchsforscher dazu, ihre Erfindung patentieren zu lassen und unterstützte sie während dieses Vorgangs.

Das System könnte dazu dienen, die Energieversorgung durch Offshore-Windparks deutlich zuverlässiger zu machen. Untersuchungen haben gezeigt, dass 93 Prozent der gespeicherten Energie zurückgewonnen werden können, und dies auch in flacheren Gewässern und mit minimaler Verankerung im Meeresboden. Die Speicherung von überschüssiger Energie eröffnet der Offshore-Windkraft zusätzliche Horizonte. Jedes Gigawatt an offshore erzeugter Windenergie vermeidet pro Jahr 3,5 Tonnen an CO2-Emissionen aus der Kohleverstromung und 1,6 Tonnen an CO2-Emissionen, die bei der Nutzung von Erdgas anfallen würden.

Für Professor Sant sind gute Ideen der Motor des Fortschritts: "Die beste Fähigkeit, die man haben kann, ist die Fähigkeit, neue Ideen zu entwickeln, die einen hohen gesellschaftlichen Nutzen haben. Schließlich soll Wissenschaft der Gesellschaft als Ganzes zugutekommen."

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