Die Forschungsgruppe Energietechnik der Hochschule Koblenz hat für ein von ihr entwickeltes Verfahren zur Effizienzsteigerung von Kompressoren und Druckluftspeicherkraftwerken ein Europäisches Patent erhalten. Wie die Hochschule jetzt mitteilte, betrifft das auf den 5. November 2025 datierende Patent ein neuartiges Verfahren zur Effizienzsteigerung von Kompressoren und Druckluftspeicherkraftwerken. Laut Eintragung beim Europäischen Patentamt wurde unter der Nummer EP4290057A1 eine „Vorrichtung und Verfahren zur Umsetzung quasi-isothermer Zustandsänderungen in Wärmekraft oder Arbeitsmaschinenprozessen“ patentiert.
Nach Angaben der Hochschule entstand im Rahmen eines von der Carl-Zeiss-Stiftung geförderten Forschungsprojekts ein Verfahren, das die Kompression und Expansion von Gasen deutlich effizienter macht. Konkrete Angaben zum erzielbaren Gesamtwirkungsgrad wurden nicht gemacht. Mit dem Verfahren arbeitende Druckluftspeicherkraftwerke könnten aber „so effizient arbeiten wie Pumpspeicherkraftwerke“.
Das Team um Marc Nadler und Willi Nieratschker hat den Angaben zufolge die technische Machbarkeit des Verfahrens mithilfe von zwei Prüfständen nachgewiesen. „Es ist ein gutes Gefühl, die eigene Idee in den letzten drei Jahren in einem Demonstrator zu realisieren“, erklärte Christian Braasch, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Ingenieurwesen und Mitglied der Forschungsgruppe: „Das EU-Patent bestätigt dabei unser Alleinstellungsmerkmal.“ Willi Nieratschker, Professor im Fachbereich Ingenieurwesen, sieht in dem Verfahren für Druckluftspeicherkraftwerke „ein bisher unterschätztes Stromspeicherpotenzial als Alternative zu Batterie-Speichersystemen“.
Das Verfahren erreicht früheren Veröffentlichungen der Hochschule Koblenz zufolge eine Steigerung des Wirkungsgrads, indem durch isotherme Verdichtung, also die Komprimierung von Gasen ohne Erwärmung, der Energieaufwand erheblich gesenkt wird. Auch die isotherme Expansion erfolgt demnach deutlich effizienter als bei herkömmlichen Verfahren.
Die aktuelle Mitteilung der Hochschule betont die allgemein bekannten Vorteile von Druckluftspeichern: kein Bedarf an kritischen Rohstoffen, Einsatz bewährter Standardkomponenten und gute Skalierbarkeit. Neben der Standortfrage – es wird ein ausreichend große Speicher benötigt, den in der Regel nur besondere geologische Formationen bieten – stellt indes der niedrige Wirkungsgrad ein Problem dar. Die wenigen weltweit realisierten Projekte müssen entweder durch Kombination mit Gaskraftwerken unterstützt werden oder kommen – bei deutlich höherem baulichen Aufwand – nicht über Wirkungsgrade um 70 Prozent hinaus, sind in dieser Hinsicht also Batteriespeichern weit unterlegen. Auch die von der Hochschule als Referenz genannten Pumpspeicherkraftwerke haben mit typischerweise 80 Prozent bei weitem nicht den Wirkungsgrad moderner Batteriespeicher, ein solcher Wert liegt aber naturgemäß eher in einem Bereich, in dem die genannten Vorteile der Technologie in der Gesamtbewertung relevant werden könnten.
Die Forschungsgruppe plant nun zusätzliche Prüfstandsuntersuchungen mit erweiterten Druckbereichen. Gleichzeitig sollen Anschlussfinanzierungen sowie industrielle und institutionelle Partner zur Weiterentwicklung gesucht werden. Neben der Verwendung in Druckluftspeicherkraftwerken sei die Erfindung auch für die in der Industrie häufig angewandte Druckluftspeicherung mit Kompressoren relevant. Die Verdichtung technischer Gase, darunter Wasserstoff, sei ebenfalls ein Anwendungsbereich für das Verfahren.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Kurzer Service:
Das Patent schützt nicht die bekannte Idee der isothermen Verdichtung, sondern deren konkrete technische Umsetzung: In einem Kolbenzylinder wird während des Hubs ein flüssiger Wärmeträger eingespritzt. Er tauscht die Wärme direkt im Arbeitsraum mit dem Gas aus, sammelt sich anschließend durch Schwerkraft im unteren Bereich und wird über eine separate Öffnung vom Gas getrennt abgeführt.
Einfache Erklärung zum Prinzip:
Erwärmt sich ein Gas beim Verdichten, steigt sein Druck zusätzlich temperaturbedingt an. Dadurch muss gegen einen höheren Gegendruck weiter verdichtet werden – das erfordert mehr mechanische Arbeit. Wird das Gas währenddessen gekühlt, bleibt der Druck niedriger und die Verdichtung benötigt weniger Energie.
Danke – Gute Erklärung!
Danke, hier war der Kommentar 99% der Information, 1 % stehen bereits im Artikel….
Nicht gewollter, kalter Kaffee.
https://www.hna.de/lokales/frankenberg/korbacher-physiker-bernd-geisler-baut-einen-druckluftspeicher-fuer-ueberschuessigen-oekostrom-9630620.html
Im Übrigen müssen die Druckluftspeicher nicht nach 15 / 20 Jahren in den Schredder geworfen werden wie Batteriepacks.