{"id":32295,"date":"2025-11-06T19:27:51","date_gmt":"2025-11-06T18:27:51","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=32295"},"modified":"2026-02-11T10:32:47","modified_gmt":"2026-02-11T09:32:47","slug":"chip-happens-podcast-staffel-2-folge-9-i-mit-wasser-energie-erzeugen-und-speichern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/360-mikroelektronik\/chip-happens-podcast\/chip-happens-podcast-staffel-2-folge-9-i-mit-wasser-energie-erzeugen-und-speichern\/","title":{"rendered":"#Chip Happens-Podcast: Staffel 2, Folge 9<\/strong> I Mit Wasser Energie erzeugen und speichern"},"content":{"rendered":"\n

Gro\u00dfe Probleme brauchen h\u00e4ufig ziemlich kleine Helfer. Der Podcast \u00bbChip Happens \u2013 Kleine Dinge, die alles ver\u00e4ndern\u00ab von Chipdesign Germany zeigt, wie Mikroelektronik und Chipdesign dabei helfen k\u00f6nnen, die dr\u00e4ngenden Fragen unserer Zeit anzugehen \u2013 jederzeit nachvollziehbar und alltagsnah. Das Format richtet sich an alle, die verstehen wollen, wie Technik im Hintergrund wirkt und dennoch zentrale Weichen stellt. Kluge K\u00f6pfe aus der Branche sprechen hierf\u00fcr mit Moderator Sven Oswald \u00fcber ihre faszinierenden Geschichten, geben \u00fcberraschende Einblicke und zeigen hautnah die vielen M\u00f6glichkeiten, die unser Fachbereich bietet. Wasser ist Leben. Und Mikroelektronik hilft uns, es zu finden, zu reinigen, zu \u00fcberwachen und zu bewahren. In Staffel 2 von \u00bbChip Happens\u00ab, dem Podcast von Chipdesign Germany, dreht sich alles um das Element Wasser \u2013 von der Tiefsee bis ins Weltall.<\/p>\n\n\n\n

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©<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n

Staffel 2, Folge 9 | wie sich die Kraft der Wellen f\u00fcr eine sichere, gr\u00fcne Energieversorgung nutzen l\u00e4sst<\/h2>

In der neunten Folge von \u00bbChip Happens\u00ab<\/strong> sprechen wir \u00fcber zwei Bausteine, die f\u00fcr die Energiewende zuk\u00fcnftig ganz zentrale L\u00f6sungen bieten k\u00f6nnen: Wellenenergie und Unterwasser-Stromspeicher.<\/p>\n

Der Wirtschaftswissenschaftler, Wellenkraft-Experte und Redakteur f\u00fcr \u00bbErneuerbare Energien Aktuell\u00ab<\/a> Richard Roth<\/strong> erkl\u00e4rt, wie unterschiedliche Wellenkraftwerkstypen, von der pneumatischen Kammer bis hin zur schwimmenden Seeschlange (Pelamis s. unten), funktionieren.<\/p>\n

Danach stellt uns Dr. Bernhard Ernst<\/strong> (Senior Project Manager, Fraunhofer IEE) eine neuartige Unterwasser-Speichertechnologie mit Betonkugeln<\/a> vor. Er zeigt auf, wie diese Energie nach dem Prinzip von Pumpspeicherkraftwerken speichert und sich dabei ganz unscheinbar auf dem Meeresboden befindet.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n\n\n\n

Worum geht es in der Folge?<\/h2>\n\n\n\n
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Richard Roth \u00fcber Wellenkraftwerke & Energie aus der Bewegung<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Situation:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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\u00dcber 70% der Erdoberfl\u00e4che sind von Wasser bedeckt. Man kann sich dies als gigantischen Energiespeicher in Form von Wellen vorstellen.<\/p>\n

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W\u00e4hrend Wasserkraft in Deutschland nur rund 4% der Stromproduktion ausmacht, gilt \u201eWellenenergie\u201c als zus\u00e4tzliche, stetig verf\u00fcgbare Quelle ohne \u201eDunkelflaute\u201c. Weltweit sind bereits verschiedene Demonstratoren und Testanlagen im Einsatz, in Europa vor allem an der Atlantikk\u00fcste (unter anderem in Gro\u00dfbritannien, Irland, Portugal, Norwegen, und Frankreich).<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Problemstellung:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Es gibt nicht so etwas wie das eine Wellenkraftwerk. \u00d6rtliche Gegebenheiten erfordern unterschiedliche Konzepte. Viele Anlagen befinden sich zudem noch im Pilot- und Testbetrieb. Bis jetzt sind die Betr\u00e4ge im Strommix entsprechend noch gering und m\u00fcssen weiterentwickelt werden.<\/p>\n

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Technische Robustheit, Effizienz im realen Seegang, aber auch die wirtschaftliche Skalierung sind die Kernherausforderungen auf diesem Gebiet.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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L\u00f6sungsans\u00e4tze\/Innovationspotenziale:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Beispielhafte Ans\u00e4tze:<\/strong><\/p>\n

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  • Pneumatische Kammer \/ Oszillierende Wassers\u00e4ule (OWC):<\/strong> Die Wellen dr\u00fccken bei diesem Ansatz Wasser in eine K\u00fcstenkammer. Diese Bewegung verdichtet die in der Kammer befindliche Luft und treibt so in beide Str\u00f6mungsrichtungen eine Turbine an (sowohl beim Ein- als auch Ausstr\u00f6men des Wassers).<\/li>\n
  • Schwimmende Seeschlange (Pelamis):<\/strong> Aneinander gekoppelte Segmente bewegen sich bei diesem Konzept immer wieder gegeneinander. Ein Hydraulikzylinder wandelt die Relativbewegung in Druck um, woraufhin Turbinen \/ Generatoren Strom erzeugen k\u00f6nnen. Ein Vorteil dieser Methode liegt darin, dass keine Fundamente ben\u00f6tigt werden. Leichtere Eingriffe in die Umwelt bedeuten entsprechend auch eine einfachere Demontage.<\/li>\n<\/ul>\n

    Aktuelle Praxisbeispiele, wie das Projekt Blue X des Betreibers \u00bbMocean Energy\u00ab in Schottland, zeigen vielversprechende Potenziale. Das aus diesem Projekt hervorgegangene \u00bbBluestar\u00ab besteht aus einzelnen, schwimmenden Modulen. Diese k\u00f6nnen beispielsweise Unterseeaktivit\u00e4ten mit Energie versorgen.<\/p>\n

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    Mikroelektronik spielt bei allen Projekten eine ma\u00dfgebliche Rolle. Sensorik erm\u00f6glicht Echtzeitauswertungen und adaptive Regelungen, z.B. von Position, Wellenh\u00f6he, Hydraulikdruck, oder Gelenkbelastung. Mit K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) lassen sich Betriebsstrategien weiter optimieren und der Wirkungsgrad erh\u00f6hen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Weiterer Forschungs-\/Entwicklungsbedarf \/ Aktuelle Projekte:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Studien sch\u00e4tzen das theoretische Potenzial der Wellenenergie weltweit auf ~ 29.000 TWh\/Jahr. Das ist mehr als der Stromverbrauch 2023, welcher sich auf ~ 27.000TW belief.<\/p>\n

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Aktuelle Prognosen halten bei technologischer Reife 10-15% der gesamten Bedarfsdeckung durch Wellenenergie f\u00fcr m\u00f6glich. Der Weg dorthin ist allerdings noch lang. Es bedarf Langzeittests, zuverl\u00e4ssige Meeresinfrastruktur, datengeriebene Regelung und Skalierung der modularen Systeme.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n\n\n

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Dr. Bernhard Ernst \u00fcber Unterwasser-Betonkugeln und den Speicher am Meeresboden<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Situation:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Ein flexibles und gleichzeitig stabiles Energiesystem braucht immer auch geeignete Speicher. Das ist f\u00fcr konventionelle Kraftwerksarten und erst recht in einem erneuerbaren System mit schwankender Energieproduktion.<\/p>\n

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Klassische Pumpspeicherkraftwerke sind bew\u00e4hrt, aber deren Neubau teilweise nur schwer genehmigungsf\u00e4hig. Batteriespeicher werden zwar g\u00fcnstiger, setzen jedoch auf schwierig verf\u00fcgbare Materialien und sind von komplexen Lieferketten abh\u00e4ngig.<\/p>\n

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Unterwasserl\u00f6sungen k\u00f6nnten hier zus\u00e4tzliche Abhilfe schaffen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Problemstellung:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Allgemein ben\u00f6tigen wir f\u00fcr die Energiewende zus\u00e4tzliche, skalierbare Speicheroptionen, die sich unabh\u00e4ngig von Topografie und Landschaftsbild installieren lassen.<\/p>\n

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Im Falle von Unterwasserl\u00f6sungen gibt es in unserer Region jedoch einige Herausforderungen; denn in deutschen K\u00fcstengew\u00e4ssern fehlt es an gro\u00dfen Tiefen. Die Nord-und Ostsee sind schlichtweg zu flach f\u00fcr diverse Unterwasserl\u00f6sungen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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L\u00f6sungsans\u00e4tze\/Innovationspotenziale:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Wie funktioniert die L\u00f6sung von Dr. Ernst und seinem Team?<\/p>\n

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Das Prinzip ist prinzipiell funktionsgleich zu einem Pumpspeicher, nur dass das \u201eobere Becken\u201c nun das Meer ist.<\/p>\n

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Bei diesem neuen Ansatz steht eine massive Betonkugel auf dem Meeresboden: \u00a0Bei Strom\u00fcberschuss wird Wasser aus der Kugel gepumpt, sodass ein niedriger Druck entsteht. Bei Strombedarf str\u00f6mt Wasser ein und Strom entsteht.<\/p>\n

Wenn Standardbeton verwendet wird, sind 700-800 Meter Wassertiefe ideal, da dort idealer Druck und Stabilit\u00e4t gegeben sind.<\/p>\n

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Die Energie skaliert proportional mit der Tiefe. Die Wartung l\u00e4sst sich ebenfalls relativ simpel realisieren, da die gesamte Einheit, bestehend aus der Pumpe\/Turbine, den Ventilen, und der Steuerung, als schlanke Einheit oben an der Kugel angebracht wird und zur Wartung herausgezogen werden kann.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Weiterer Forschungs-\/Entwicklungsbedarf \/ Aktuelle Projekte:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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2016 wurde das Prinzip erstmals erfolgreich im Bodensee getestet. Eine etwa 20 Tonnen schwere Betonkugel speicherte dort in rund 100 Metern Tiefe f\u00fcr vier Wochen Energie. Der n\u00e4chste Schritt im Projekt ist nun der Test im Salzwasser und in gr\u00f6\u00dferer Tiefe vor der K\u00fcste Kaliforniens.<\/p>\n

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F\u00fcr diesen Einsatz sind gr\u00f6\u00dfere Kugeln mit rund 30 Metern Durchmesser in etwa 700 Metern Wassertiefe vorgesehen. Eine Kugel k\u00f6nnte dann ca. 20 Megawattstunden Energie speichern.<\/p>\n

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F\u00fcr eine Gigawattstunde w\u00e4ren entsprechend 200 Kugeln n\u00f6tig. Zum Vergleich: ein aktuelles Pumpspeicherkraftwerke wie Goldisthal<\/a> in Th\u00fcringen verf\u00fcgt \u00fcber etwa 8 Gigawattstunden Speicherkapazit\u00e4t.<\/p>\n

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Grunds\u00e4tzlich bleibt das Problem der Tiefen in deutschen Gew\u00e4ssern jedoch bestehen. Besser geeignete Standorte finden sich in Europa z.B. im Skagerrak oder im Mittelmeer. Wir m\u00fcssen also lernen \u00fcberregional zu denken, aber gleichzeitig nicht aus dem Auge lassen, dass wir lokal agieren m\u00fcssen, um neue Speicher in unser Netz zu holen. Beides ist essenziell, um dauerhaft stabil mit Energie versorgt werden zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n\n\n

Zur neunten Folge der zweiten Staffel – (Spotify):<\/h2>\n\n\n\n