Projektvorstellung: Hydrodynamische Prozesse beim Füll- und Entleervorgang belüfteter unterirdischer Pumpspeicherreservoirs
Energiespeicher sind für eine zuverlässige, wirtschaftliche und vor allem umweltverträgliche Energieversorgung unbedingt notwendig. Allerdings sind dem Ausbau der einzigen erprobten kurz- bis mittelfristigen Speichertechnologie, der Pumpspeicherwerke (PSW), derzeit Grenzen gesetzt. Geeignete Standorte sind nur beschränkt vorhanden, einer der limitierenden Faktoren ist die speziell erforderliche Topographie. Die nutzbare Höhendifferenz und die Größe der Speicherreservoirs bestimmen die Speicherkapazität. Die Alternatividee der unterirdischen Pumpspeicherwerke würde die Ausbaumöglichkeiten erheblich erweitern und zahlreiche derzeit nicht nutzbare Standorte könnten dann geeignet sein. Die Funktionsweise ist mit der eines klassischen PSW zu vergleichen, als Speicherreservoirs sollen allerdings untertägige, geschlossene, belüftete
Hohlräume in Kavernen- oder Stollenform genutzt werden. Aufgrund der neuen Bauweise sind die hydrodynamischen Prozesse in den Reservoirs während des Betriebs der Speicher derzeit vollkommen unbekannt. Ziel des DFG-Projekts ist daher die systematische Beschreibung der hydrodynamischen Prozesse in unterirdischen Pumpspeicherreservoirs (UPSR), deren Kenntnis für die hydraulische Bemessung maßgeblich ist. Hierfür wird am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft (IWW) unter der Leitung von Prof. Schüttrumpf eine hybride Modellierung zur Bestimmung des Einflusses betrieblicher und konstruktiver Faktoren auf die Strömungsprozesse in den Reservoirs durchgeführt. Hybrid bedeutet in diesem Zusammenhang die Kombination aus experimentellen Modellversuchen in der Versuchshalle des IWW und numerischen 3D-Simulationen mit OpenFOAM.
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf, Institutsleiter und Lehrstuhlinhaber und Mitglied von JARA-ENERGY
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Elena Pummer, wissenschaftliche Mitarbeiterin
Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen University