海上儲能(StEnSEA)項目是一種新型抽水蓄能系統，旨在在海上儲存大量電能。經過研發，于2016年11月在模型規模上進行了測試。它旨在與海上風電平臺及其因電力生產波動引起的問題進行良好連接。它的工作原理是水在很大的壓力下流入容器，從而驅動渦輪機。當有備用電力時，水會被抽出，以便在需要增加的時候發電。

2011年，物理學教授HorstSchmidt-B?cking博士（法蘭克福歌德大學）和GerhardLuther博士（薩爾大學）提出了一種新的抽水蓄能系統的想法，該系統應放置在海床上。該系統將利用大水深的高水壓將能量儲存在空心體中。不久，在他們的想法于2011年4月1日在《法蘭克福匯報》上發表后，弗勞恩霍夫能源經濟和能源系統技術研究所和建筑公司HochtiefAG的聯合體成立了。他們合作進行了xxx個初步草圖，證明了抽水蓄能概念的可行性。隨后，德國聯邦經濟事務和能源部支持了新概念的開發和測試。

海水蓄壓電站的功能是基于通常的抽水蓄能電站。一個帶有集成泵渦輪的空心混凝土球體將安裝在海底。與眾所周知的抽水蓄能電站相比，球體周圍的海洋代表了上層水盆地。空心球代表下水盆地。StEnSea概念利用空心球體與周圍海洋之間的高水壓差，約為75bar（≈1bar/10米）。在風力渦輪機或光伏系統等相鄰能源生產過剩的情況下，水泵渦輪機將能夠克服壓力將水從空腔泵入周圍的海洋。一個空的空心球意味著一個充滿電的存儲系統。當需要電力時，來自周圍海洋的水被引導通過渦輪進入空腔，從而產生電力。空心球體與周圍海洋的壓力差越大，放電時的能量產量就越高。在排放空心球時，內部會產生真空。為避免氣蝕，泵渦輪機和所有其他電氣元件都放置在中央安裝的氣缸中。氣缸底部需要一個輔助進料泵來向氣缸注水并產生內部壓力。兩種泵都需要高于凈正吸頭的輸入壓力，以避免在將水從內部容積泵入氣缸或從氣缸泵出球體時出現氣蝕。由于附加泵的壓差遠低于泵式渦輪機，因此所需的輸入壓力也較低。兩個泵的輸入壓力由它們上方的水柱給出。對于附加泵，這是球體中的水柱，對于泵渦輪機，這是圓柱體中的水柱。空心混凝土球的xxx容量取決于泵-渦輪機的總效率、安裝深度和內部容積。儲存的能量與海洋深處的環境壓力成正比。空心球建造過程中考慮的問題是選擇一種能承受高水壓并且足夠重以保持浮力低于重力的結構類型。這導致了內徑為28.6米的球形結構和由普通防水混凝土制成的2.72米厚的墻。

為了證明真實條件下的可行性和獲取測量數據，弗勞恩霍夫工程師開始實施一個試點項目。因此，HochtiefSolutionsAG以1:10的比例建造了所需的先導空心球，外徑為3米，內部容積為8m3，由混凝土制成。2016年11月9日，它安裝在博登湖100米深的地方，并進行了四個星期的測試。在測試階段，工程師們能夠成功地儲存能量并以不同的操作模式運行系統。另一個已經研究過的重要問題是，是否需要連接地面的壓力平衡線。在不使用補償電纜的情況下，可以降低成本和費用。試點測試顯示，這兩種操作變體都有效并且可以運行。下一步，將審查一個可能在海上進行示范項目的試驗地點。然后建造一個計劃示范直徑為30米的球體，并將其安裝在海中合適的位置。可能的安裝地點位于海岸附近，例如挪威海溝或一些西班牙海域。此外，必須找到來自行業的合作伙伴為該項目的一半提供資金，以便從BMWi獲得進一步的公共資金。因為示范項目的總成本估計為低兩位數百萬歐元。

潛在安裝地點的確定分三個連續步驟進行。首先，確定了描述潛在位置質量的幾個參數的指定。除了作為主要因素的安裝深度外，還考慮了諸如坡度、地貌、到可能的電網連接點的距離以及到服務和設置的基地、海洋儲備和周圍電力存儲需求等變量考慮到。在接下來的步驟中，為使用該技術所需的硬參數分配了特定值。其中許多值是在先前的可行性分析中確定的，少數必須通過使用來自不同海上工業的可比應用程序進行評估。混凝土球的安裝深度應在海平面以下600-800m，傾角小于或等于1°。此外，還要求在百公里范圍內到達下一個并網點，并有一個可以進行維護和維修措施的基礎。此外，安裝基礎不應超過500公里，并且不包括峽谷等地貌不適當的區域。最后，基于地理數據集和上述定義的限制，使用地理信息系統(GIS)進行了全球位置分析。為了說明潛在的存儲能力，將由此產生的區域分配給受影響國家的專屬經濟區(EEZ)。這些以及相應的蓄電容量如下表所示。

StEnSea是一種模塊化的高容量儲能技術。它的盈利能力取決于每個設施的安裝單位（混凝土空心）（導致規模效應）、能源市場上已實現的套利以及每年的運營時間。以及投資和運營成本。下圖描繪了經濟評估的相關經濟參數。每年需要大約800到1000個完整的操作周期。對于存儲場的運營和管理，個人支出基于每個存儲場0.5-2名員工，具體取決于農場容量。每年70,000歐元的勞動力成本和員工用于計算。在經濟評估中，價格套利設定為每千瓦時6歐克拉，這是由于平均購電價格為每千瓦時2歐克拉，平均售價為8歐克拉千瓦時。這種價格套利包括購買其他服務，例如提供正平衡或負平衡功率、頻率控制或無功功率，所有這些在計算中都沒有單獨考慮。規劃和審批成本包括場地評估（作為許可的前提條件）、電廠認證以及項目開發和管理的成本。根據每個農場的存儲單元數量，計劃和批準的單元特定成本在120個單元的1,070mio.€到5個單元的1,74mio.€不等。年金也直接取決于安裝單位的數量。使用120個單位可以獲得544k€的年金，而僅安裝5個單位的情況下只能獲得232k€的年金。

這種儲能解決方案不僅是解決風能行業儲能問題的一個機會，而且對生態無害。由于建筑的主要組成部分（主要是鋼、空心混凝土和連接電纜），生態系統的風險很小。為避免海洋動物被吸入渦輪機，安裝了細網狀網格。此外，沖入中空的水的流速保持較低。

公共電視臺ZDF的一段視頻帖子稱，空心混凝土球是“儲存太陽能和風能的可能解決方案”。獲得的數據有助于更好地了解項目。為了進行更大規模的進一步測試，同時也是弗勞恩霍夫IEE團隊成員的克里斯蒂安·迪克考慮在海上建造一個大的混凝土空洞。ZDFnano電視臺制作了一部關于康斯坦茨湖StEnSea實地考察的紀錄片（德語：Bodensee）。克里斯蒂安·迪克（ChristianDick）被引用說“球完全按照它應該的方式工作”。最重要的發現是不需要與地面進行空氣連接，從而顯著減少了技術工作量。FraunhoferIEE的項目負責人MatthiasPuchta說：“通過抽水，我們創造了幾乎完全的真空。展示這一點非常令人興奮，因為以前沒有人能夠通過使用這項技術來做到這一點。我們證明它有效。”對于維護和可能的技術問題，該技術將位于氣缸中，易于使用機器人潛艇進行回收和維護。畢竟，這項技術可能是“我們未來能源供應的拼圖”。瑞士廣播頻道SRF也同意這一觀點，因為他們將該項目報告為“潛在的開創性實驗”。多虧了湖中的成功項目，在該項目中，能量被輸入到測試電網并從中提取，團隊期待著采取下一步行動：安裝一個直徑比試點項目大10倍（30米）的混凝土球）。由于德國的海岸線太淺，該國不再作為進一步項目的地點。作為回報，西班牙海岸線為長期項目提供了良好的條件。這個長期項目在現實條件下應該持續三到五年，并且應該為隨后的商業化獲取數據。這種儲能解決方案不僅是解決風能行業儲能問題的一個機會，而且對生態無害。DerSpiegel報道說，StEnSea的技術也可能對海上風電場感興趣。隨著越來越多的可再生能源被納入系統，經濟高效地儲存剩余能源是電網和能源市場的關鍵任務之一。因此，該技術在重組能源系統中的作用可能至關重要。