Stadt­wer­ke Forch­heim: Ein geo­tech­ni­scher Spei­cher für die Ener­gie­wen­de

Stu­die­ren­de der TH Nürn­berg stel­len in Koope­ra­ti­on mit den Stadt­wer­ken Forch­heim Kon­zep­te für eine regio­na­le rege­ne­ra­ti­ve Ener­gie­ver­sor­gung und ‑spei­che­rung vor

Ein gan­zes Gebiet mit rege­ne­ra­ti­ven Ener­gien ver­sor­gen – die Erar­bei­tung die­ser Ent­wick­lungs­auf­ga­be haben Stu­die­ren­de der Fakul­tät Maschi­nen­bau und Ver­sor­gungs­tech­nik der TH Nürn­berg über­nom­men. In Koope­ra­ti­on mit den Stadt­wer­ken Forch­heim haben die Stu­die­ren­den um Prof. Dr.-Ing. Mat­thi­as Popp Pla­nungs- und Aus­füh­rungs­vor­schlä­ge zur umwelt­freund­li­chen Deckung des Ener­gie­be­darfs erar­bei­tet. Auf ihrer Ener­gie­kon­fe­renz „Stülp­mem­bran­spei­cher – Schlüs­sel­kom­po­nen­te für die Ener­gie­wen­de“ am 28. Juni 2017 stel­len die Stadt­wer­ke Forch­heim und die Pla­nungs­grup­pe der TH Nürn­berg die inno­va­ti­ven Ansät­ze vor.

Die Ener­gie­wen­de ist ein Vor­zei­ge­pro­jekt der Bun­des­re­gie­rung. Damit ver­bun­den ist das Ziel, bis zum Jahr 2050 über­wie­gend rege­ne­ra­ti­ve Ener­gien ein­zu­set­zen. 13 Stu­die­ren­de der TH Nürn­berg um Prof. Dr.-Ing. Mat­thi­as Popp (Fakul­tät für Maschi­nen­bau und Ver­sor­gungs­tech­nik) haben in Koope­ra­ti­on mit den Stadt­wer­ken Forch­heim im Rah­men eines For­schungs­pro­jek­tes inno­va­ti­ve Kon­zep­te ent­wickelt, wie die Stadt Forch­heim ihren Ener­gie­be­darf mit rege­ne­ra­ti­ven Ener­gien decken kann. Auf ihrer Ener­gie­kon­fe­renz „Stülp­mem­bran­spei­cher – Schlüs­sel­kom­po­nen­te für die Ener­gie­wen­de“ stellt die Pla­nungs­grup­pe die Ansät­ze für eine rege­ne­ra­ti­ve Ver­sor­gung und inno­va­ti­ve Art der Ener­gie­spei­che­rung vor. Die Ideen set­zen als Aus­gangs­punkt bei den loka­len Gege­ben­hei­ten vor Ort an. Im Fokus steht der Stülp­mem­bran­spei­cher, als mög­li­che Schlüs­sel­kom­po­nen­te für die Ener­gie­wen­de, und ein mög­li­cher Ein­satz im Ver­sor­gungs­ge­biet. Prof. Dr.-Ing. Mat­thi­as Popp von der TH Nürn­berg, der das Pro­jekt mit sei­nen Stu­die­ren­den durch­führ­te, ist der Erfin­der die­ses geo­tech­ni­schen Spei­chers.

Da der Stülp­mem­bran­spei­cher unter­ir­disch gebaut wird, benö­tigt er nur einen klei­nen Teil der Flä­che eines Pump­spei­chers. In einer Ein­fas­sung befin­det sich ein Kol­ben, der aus sei­ner Umge­bung frei­ge­schnit­ten wur­de. Durch Was­ser wird der Kol­ben ange­ho­ben und abge­senkt. Motor­pum­pen, wie sie auch in Pump­spei­cher­kraft­wer­ken Ver­wen­dung fin­den, heben den Kol­ben an. Wird der Kol­ben wie­der abge­senkt, ver­drängt er das Was­ser unter ihm, die so ent­ste­hen­de Strö­mung fließt durch eine Tur­bi­ne, wodurch Ener­gie erzeugt wird. Der Kol­ben ist dabei mit einer Stülp­mem­bran abge­dich­tet, um eine rei­bungs­freie Bewe­gung zu ermög­li­chen. „Der Stülp­mem­bran­spei­cher hat vie­le Vor­tei­le. Bei einem Damm­bruch kann es zu kei­ner Über­flu­tung kom­men, er benö­tigt wenig Platz und weist ver­gleichs­wei­se gün­sti­ge System­ko­sten auf“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Mat­thi­as Popp.

Um die idea­len Vor­schlä­ge zur rege­ne­ra­ti­ven Ener­gie­ver­sor­gung und ‑spei­che­rung für das Ver­sor­gungs­ge­biet zu fin­den, haben die Stu­die­ren­den zunächst den Strom- und Wär­me­be­darf der Stadt ana­ly­siert. Zudem haben sie ver­schie­de­ne Model­le der rege­ne­ra­ti­ven Ener­gie­nut­zung auf eine mög­li­che Anwen­dung unter­sucht, unter ande­rem die Opti­mie­rung der bereits vor­han­de­nen Wind- und Pho­to­vol­ta­ik­sy­ste­me sowie die Fern­wär­me­nut­zung. Der Stülp­mem­bran­spei­cher wur­de sowohl auf sein Funk­ti­ons­prin­zip hin unter­sucht, als auch auf die bau­li­chen Maß­nah­men, die für sei­nen Ein­satz nötig wären, und die mög­li­chen Risi­ken.

Die stu­den­ti­schen Arbei­ten zie­len dar­auf ab, inno­va­ti­ve Lösun­gen für eine rege­ne­ra­ti­ve Ener­gie­ver­sor­gung und ‑spei­che­rung für die Regi­on Forch­heim zu ent­wickeln und so das Gemein­wohl und die gesell­schaft­li­chen Ent­wick­lun­gen vor­an­zu­trei­ben.

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