Kraftwerkssicherheit

Häufige Starts und Übergänge in den Teillastbetrieb beanspruchen klassische Kohle- und Erdgaskraftwerke. Die Bauteile sind häufigen Temperaturwechseln von mehreren hundert Grad ausgesetzt. Die technischen Regelwerke von Kraftwerken bewerten die Ermüdungslasten von Komponenten rein rechnerisch. Überschreitet eine Kraftwerkskomponente den zulässigen Wert von 100% für die Ermüdung, verschärfen sich die Prüfbedingungen. Die Regelwerke werden angepasst. Sie lassen differenzierte, betriebsbegleitende Untersuchungsmethoden zu.

Förderprogramm

Seit 2017 untersuchen 15 Forschungsprojekte flexibel und sektorenübergreifend arbeitende Bioenergieanlagen. Das BMWi stellte dafür 6 Millionen Euro im Rahmen des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“ zur Verfügung. Ein Fokus der Forschungsvorhaben liegt auf der kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme in KWK-Systemen im kleinskaligen Bereich (Nutzwärme um 100 kW thermisch). Energie aus Biomasse soll in der Umgestaltung des Energiesystems eine ausgleichende Rolle spielen und verschiedene Sektoren wie Strom-, Wärme, Mobilität miteinander verknüpfen.

Leistung der Wasserströmung

Meeresströmungs-Kraftwerke funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Windenergieanlagen. Frei umströmte Turbinen nutzen ausreichend starke Wasserströmungen zur Stromerzeugung. Dennoch gibt es wesentliche Unterschiede: Da Wasser eine höhere Dichte aufweist, ist bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit die Leistung einer Wasserströmung rund tausendfach höher als die einer Luftströmung. Daher reichen die eher gemächlichen Gezeitenströmungen zur Stromerzeugung. Im Vergleich müssen Unterwasser-Rotoren enorme Biegemomente aufnehmen.

Wärmeträgerfluid

"Molten Salt"-Kraftwerke nutzen Salzschmelze, die sich auf 565°C erhitzen lässt, als Wärmeträgerfluid. Die Schmelze kann jedoch erstarren, wenn ihre Temperatur unter etwa 240°C fällt. Deshalb werden die dünnen Receiverrohre nachts mit hohem Energieaufwand beheizt oder in gut isolierte Behälter entleert und dort zwischengespeichert.

Tiefe Geothermie

In Deutschland spricht man von tiefer Geothermie, wenn Bohrungen geothermische Energie in einer Tiefe von über 400 Meter und einer Temperatur von über 20 Grad Celsius erschließen. Die tiefe Geothermie nutzt entweder natürliche Warmwasservorkommen oder im Gestein gespeicherte Wärme. Beide können zur Wärme- und Stromerzeugung eingesetzt werden. Aktuell gibt es in der tiefen Geothermie in Deutschland acht Kraftwerke zur Stromproduktion und fünf Heizkraftwerke zur Wärme- und Stromproduktion. (Zahlen vom Bundesverband Geothermie)

Berechnung des Ertrags

Betreiber können mit einem Simulationsprogramm berechnen, welcher Ertrag bei einem erneuerbaren Kraftwerksprojekt an einem bestimmten Standort möglich ist. Das Tool plant, wie eine Anlage aufgebaut und ausgelegt werden muss, damit sie die angestrebte Menge Strom ins Netz einspeist. Anlagenbauer können prüfen, ob ein ausschließlich mit Wind- oder Solarenergie betriebenes Kraftwerk oder ein Hybridkraftwerk sinnvoll ist.

Wartungskosten

Experten schätzen, dass Service und Wartung bis zu ein Viertel der Kosten von Offshore-Windparks ausmachen, während die Anlagen selbst mit circa einem Drittel zu Buche schlagen. Zum Vergleich: An Land machen die Kosten der Anlagen zwei Drittel der Gesamtkosten aus, während der Anteil von Service und Wartung im niedrigen einstelligen Prozentbereich liegt.

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