Die Welt
dreht sich um Energie

Was für jeden Einzelnen von uns gilt, gilt auch für unsere Gesellschaft: Wir brauchen Energie, um in Bewegung zu bleiben. Das stärkste Kraftwerk dafür bleibt die Natur – mit neuesten Technologien nutzen wir nachhaltig ihre Energie

Eigentlich ist Energie für uns alle im Überfluss vorhanden: Schließlich bieten die natürlichen Energiequellen insgesamt mehr als 3000-mal so viel Energie, wie derzeit weltweit benötigt wird. Allein die Sonne schickt uns mit ihrer Wärme in nur drei Stunden so viel Kraft, dass damit der Jahresenergiebedarf der gesamten Erdbevölkerung gedeckt wäre.


Wie also nutzen wir die nicht versiegenden Kraftwerke der Natur, um auf fossile Brennstoffe verstärkt verzichten zu können? Neue Ideen zur Nutzung regenerativer Energien sind mehr gefragt denn je. Dabei geht es nicht nur darum, Energie zu erzeugen: Energie muss auch gespeichert werden – und sie muss sich transportieren lassen. Bei solchen technologischen Herausforderungen kommt ContiTech ins Spiel: Die Continental-Tochter, einer der weltweit größten Hersteller von Kautschuk- und Kunststoffprodukten, ist ganz in ihrem Element, wenn es um die Kraft aus Sonne, Wind und Wasser geht.

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Solarenergie – sonnige Aussichten für Wasserreservoire

Gute Ideen sind immer einfach. Und manche Ideen sind so gut, dass sie sogar doppelt wirksam sind. Wie zum Beispiel die mit Solarzellen versehenen Spezialfolien des ContiTech-Geschäftsbereiches Benecke-Hornschuch Surface Group: Die Folien aus Hannover schützen einerseits wertvolles Brauchwasser vor Verdunstung und Verschmutzung, und sie produzieren andererseits jede Menge Energie.

Autarkie bei Strom und Wasser

In vielen Regionen der Welt sind Strom und Wasser nicht ausreichend vorhanden – und es existieren keine Versorgungsnetze, die diese Gegenden erreichen. So konstatiert Tobias Haarburger, Program Manager Dynactiv Surfaces: „Es gibt eine massive Nachfrage nach einer netzunabhängigen Wasser- und Stromversorgung. Urbanisierte Gesellschaften mit trockenem Klima können ihre ländlichen Regionen nicht in dem Maße versorgen wie die Ballungsräume. Das gilt für Flächenländer wie die USA, Australien, China oder Saudi-Arabien ebenso wie für finanzschwache und von internationalen Förderprogrammen abhängige Länder.“

 

 

Wasser und Strom bringen einer Gesellschaft Sicherheit und Wachstum

Tobias Haarburger,
Program Manager Dynactiv Surfaces bei
Benecke-Hornschuch Surface Group
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Für Haushalte und Landwirtschaft

Die lichtundurchlässige Dynactiv Power-Folie ist das weltweit erste System, das derart konsequent Wasserschutz mit klimaschonender Energiegewinnung verbindet. Die Folie kann bis zu 40 Prozent mehr Brauchwasser vor der Verdunstung bewahren, was z. B. umliegenden Feldern zugutekommt. Auf die Folie laminierte Photovoltaik-Module produzieren ca. 500 Kilowatt-Peak Strom pro 10.000 Quadratmeter. Bei einem Reservoir mit einer Fläche von 100.000 Quadratmetern, also einer Fläche von ca. 10 Fußballfeldern, könnte bereits ein Kleinkraftwerk mit 5,0 Megawatt-Peak betrieben werden, das viele tausend Haushalte mit Strom versorgt.

Bahnbrechende Entwicklung

Eine solche marktreife Entwicklung ist nur machbar, wenn viele Spezialisten an einem Strang ziehen: Ingenieure der ContiTech und aus Israel haben zusammen mit Wassermanagern und Photovoltaikherstellern das neuartige System entwickelt. Der hohe Vorfertigungsgrad sorgt für besonders einfache Installation: Aufwendige Betonierungen und große Baustellen entfallen, die Folienbahnen (25 Meter lang, 1,5 Meter breit) werden einfach verlegt und miteinander verbunden. Die reißfesten Folien sind begehbar, sodass Wartungsarbeiten mühelos durchzuführen sind. Wind und Sand können den Flachmodulen kaum etwas anhaben, und so hat das System eine Lebensdauer von ca. 20 Jahren. Dynactiv Power wurde als smarte Lösung für die Wasser- und Energieversorgung beim Inovyn Award 2016 mit einem Sonderpreis in der Kategorie Nachhaltigkeit ausgezeichnet.

Wasserkraft – der See als
riesige Steckdose

Die Geschichte der Wasserkraftnutzung ist Jahrtausende alt: Bereits Hochkulturen in China, an Nil, Euphrat und Tigris setzten erste, durch Wasserkraft angetriebene Maschinen in Form von Wasserschöpfrädern zur Bewässerung ihrer Felder ein, im Mittelalter folgten Wasserräder und Mühlen an Bächen und Flüssen. In der heutigen Industriegesellschaft sorgt modernste Turbinentechnik dafür, die Bewegungsenergie des Wassers in Strom zu verwandeln. Doch was kann man tun, wenn das Wasser eben keine oder nur eine unzureichende Strömung besitzt? Und wenn man bedenkt, dass der schwankungsintensivere Strom aus Wind und Sonne Systeme erfordert, mit denen sich die elektrische Energie speichern lassen sollte? Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) aus Kassel testete unlängst den 20 Tonnen schweren Prototypen eines innovativen Hohlkugelspeichersystems im Modellversuch – und zwar direkt im Bodensee, Europas größtem Trinkwasserreservoir, in 100 Metern Tiefe.

 
 

So funktioniert der Hohlkugelspeicher

Phase 1 – Strom erzeugen

Der neuartige Pumpspeicher nutzt als oberes Speicherreservoir das Meer selbst. Das untere Speicherbecken wird durch die Hohlkugel auf dem Meeresgrund gebildet. Besteht an Land Strombedarf, öffnet sich ein Ventil an der Öffnung der Kugel. Das in die Kugel einströmende Wasser treibt eine Pumpturbine an, die über einen Generator Strom erzeugt – dieser gelangt über Anschlussleitungen zum Ufer.

Phase 2 – Leerpumpen des Hohlkörpers

Überschüssiger Strom, der beispielsweise in der Nacht oder bei Einspeisungsspitzen entsteht, wird genutzt, um die Betonkugel wieder leer zu pumpen. Durch die Leitung kann Luft in die Kugel nachströmen, wenn das Wasser herausgepumpt wird, damit kein Unterdruck entsteht und somit der Wirkungsgrad der Anlage erhöht werden kann. Bei erneutem Strombedarf an Land kann nun wieder Wasser in die Kugel einströmen und die Turbine antreiben.

Mit Druck umgehen

Um beim Auspumpen des Hohlkugelspeichers Luft durch die Druckausgleichsleitung in die Kugel nachströmen zu lassen, ist ein echter Hightech-Schlauch erforderlich. Entwickelt und gefertigt wurde er von ContiTech. Größte Herausforderung dabei: Bei einer Wassertiefe von 100 Metern entspricht der Außendruck ca. 10 Bar. Und um die Einsatzfähigkeit des Schlauches unter diesen schweren Bedingungen zu jeder Zeit zu gewährleisten, wurde der Schlauch sogar mit Sicherheitsfaktor 3 konzipiert – also für einen Außendruck von bis zu 30 Bar. Eine zusätzliche Stahlwendel im Inneren der Schlauchwand bringt hier die notwendige mechanische Festigkeit.

 

 

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Keine Experimente im Trinkwasser

Der Bodensee versorgt rund 4,5 Millionen Menschen mit Trinkwasser. Daher wurde größte Sorgfalt darauf verwendet, nur unbedenkliche Werkstoffe bei der Entwicklung des Schlauches wie der gesamten Anlage einzusetzen. Alle Schichten des Schlauches entsprechen den strengen Anforderungen der Trinkwasserverordnung sowie den Richtlinien der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA). Auf diese Weise ist eine Geschmacks- oder Geruchsveränderung des Wassers ausgeschlossen. Alle Tests des Unterwasser-Pumpspeicherkraftwerks verliefen übrigens erfolgreich: Deshalb plant das Fraunhofer-Institut im nächsten Schritt einen weiteren Versuch mit einer Großanlage in einer Wassertiefe von ca. 700 Metern.

Hätten Sie’s gewusst?

Zehn interessante Fakten rund um erneuerbare Energien

1. In China übertrafen die Investitionen in erneuerbare Energien 2013 erstmals die Investitionen in konventionelle Kraftwerke.

2. Sonnenenergie liefert der Erde im Jahr 3.900.000.000 PetaJoule (1 Billiarde Joule). Im Vergleich: Geothermie stellt 996.000 PetaJoule bereit, während die Gravitation (für Gezeitenkraftwerke) 94.000 PetaJoule liefert.

3. Osmosekraftwerke nutzen den Unterschied des Salzgehaltes von Süßwasser und Salzwasser, um daraus Energie zu gewinnen.

4. Theoretisch würde eine Photovoltaikfläche von 700 Quadratkilometern in der Sahara ausreichen, um die ganze Welt mit Energie zu versorgen.

5. Wäre hierzulande auf jedem Dach eine Photovoltaikanlage installiert, würde dies rund 115 Prozent unseres Jahresstrombedarfs decken.

6. Mehr als 80 Prozent allen weltweit erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energienquesllen stammen aus der Wasserkraft.

7. Die ersten Biogasanlagen wurden bereits Mitte des 19. Jahrhunderts in asiatischen Ländern für den Hausgebrauch eingesetzt.

8. Aus der Gülle einer einzigen Kuh können bis zu 1.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr gewonnen werden.

9. Mit einem Anteil von fast 88 Prozent aller erneuerbaren Energien bleibt die Biomasse mit großem Abstand die wichtigste erneuerbare Wärmequelle.

10. Ende 2016 waren in Deutschland pro Kopf 604 Watt Windenergie-Leistung installiert.

Sonne, Wasser, Wind – die Natur schenkt uns täglich mehr Energie, als wir auf der Erde verbrauchen könnten. Doch wir müssen sie nutzen können: ContiTech, einer der weltweit größten Hersteller von Kautschuk- und Kunststoffprodukten und in allen Branchen der Industrie zuhause, trägt mit innovativen Lösungen dazu bei, die Welt nachhaltig mit Energie zu versorgen.

Die große weite ContiTech-Welt, hier erfahren Sie mehr.

Continental Magazin Ausgabe 2/2017