Flexible und preiswerte Wärme für Industrieprozesse: DLR-Energieforscher stellen neues Speicherkonzept CellFlux vor
28. Januar 2015
Flexible und preiswerte Wärme für Industrieprozesse: DLR-Energieforscher stellen neues Speicherkonzept CellFlux vor
Pilotanlage CellFlux
Die DLR-Energieforscher haben das CellFlux-Konzept auch in einer Pilotanlage realisiert, mit deren Hilfe untersuchen sie das komplette System in unterschiedlichen Testzyklen.
Innerhalb der Module wird die Prozesswärme zunächst mittels eines Wärmeübertragers an ein Zwischenmedium abgegeben – zum Beispiel Luft, Wasser oder Kohlenstoffdioxid. Dieses Zwischenmedium wird dann in einem geschlossenen Kreislauf durch einen Ventilator umgewälzt, strömt (flux) dann durch das feste Speichermaterial und gibt die Wärme weiter.
Ob im Kraftwerksbereich oder bei energieintensiven Produktionsprozessen: Wärmespeicher gewinnen zunehmend an Bedeutung. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart haben deshalb das neuartige Wärmespeicherkonzept "CellFlux" entwickelt, mit dem sich Wärme aus Industrie- und Kraftwerksprozessen wesentlich preiswerter als bisher und mit großer Flexibilität hinsichtlich Temperatur, Speichermedium und Leistung speichern lässt. Die eingespeicherte Wärme kann später bei Bedarf wieder in den Prozess eingebracht werden, Fluktuationen im Wärmefluss ausgleichen oder anderen Abnehmern zur Verfügung gestellt werden. Erstmals haben die DLR-Energieforscher das Konzept auch in einer Pilotanlage realisiert, mit deren Hilfe sie das komplette System in unterschiedlichen Testzyklen untersuchen. Die Pilotanlage wurde im Rahmen des vierten Stuttgarter EnergieSpeicherSymposiumam 28. Januar 2015 erstmals öffentlich vorgestellt.
CellFlux-Konzept: ressourcengenügsam und optimal anpassbar
"Der Vorteil des CellFlux-Konzeptsliegt in seiner großen Flexibilität hinsichtlich des Temperaturbereichs, der Skalierbarkeit des Speichers sowie der Kosteneffizienz des eingesetzten Speichermediums", fasst Dr. Antje Wörner, Leiterin der Abteilung für Thermische Prozesstechnikdes DLR-Institut für Technische Thermodynamik, zusammen. Als Speichermedium setzen die Wissenschaftler leicht erhältliche Feststoffe wie Ziegelsteine, Beton oder Basalt ein. Diese kosten nur einen Bruchteil der bisher in Wärmespeichern verwendeten Flüssigsalze oder Thermoöle.
Der CellFlux-Konzept basiert auf einzelnen Modulen, den sogenannten Zellen (cell) und passt sich so flexibel der jeweils erforderlichen Speicherkapazität an. Zunächst wird die Prozesswärme mittels eines Wärmeübertragers an ein Arbeitsmedium abgegeben, wie zum Beispiel Luft. Dieses Arbeitsmedium wird dann in einem geschlossenen Kreislauf durch einen Ventilator umgewälzt, strömt (flux) in den einzelnen Modulen durch das feste Speichermaterial und gibt die Wärme weiter. Der modulare Aufbau des Konzepts ermöglicht es auch, Wärmespeicher großer Kapazität kostengünstig zu realisieren.
Gemeinsame Zukunftsaufgabe: Flexibilisierung durch Energiespeicher
Flexible und wirtschaftliche Speicherlösungen für Strom und Wärme sind unabdingbar, um Energie möglichst effizient zu nutzen. Gleichzeitig sind sie eine Schlüsseltechnologie für die nachhaltige Umgestaltung unserer Energieversorgung: Denn mit ihrer Hilfe lassen sich Schwankungen bei der Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie überbrücken. Mit dem Schwerpunkt "Flexibilisierung durch Energiespeicher" brachte das vom DLR-Institut für Technische Thermodynamikveranstaltete Stuttgarter EnergieSpeicherSymposiumzum vierten Mal mehr als hundert Vertreter aus Wissenschaft und Industrie zusammen. Im Fokus standen in diesem Jahr die Themen Lastenausgleich, rechtliche Rahmenbedingungen, Anwendungsnetzwerke sowie derzeit verfügbare Speichertechnologien.
Studie Plan-DelyKaD: Großtechnische Herstellung von Wasserstoff
Im Rahmen des EnergieSpeicherSymposiums wurden außerdem die Ergebnisse der vom DLR koordinierten Studie Plan-DelyKad vorgestellt, in der die großtechnische Herstellung von Wasserstoff aus überschüssigem Wind- und Sonnenstrom, die Zwischenspeicherung des Gases in Salzkavernen sowie das Marktpotenzial des Verfahrens untersucht wurden. "Insgesamt zeigt die Studie ein sehr differenziertes Bild", bilanzierte Prof. Kaspar Andreas Friedrich, der beim DLR-Institut für Technische Thermodynamik die Abteilung für Elektrochemische Energietechnikleitet. "Für mobile Anwendungen ist ein Geschäftsmodell erkennbar, für andere Anwendungen von Wasserstoff, zum Beispiel in der chemischen Industrie oder zur Rückverstomung noch nicht. Wie die Entwicklung hier weitergeht, wird aber auch stark von staatlichen Anreizen abhängen", so Friedrich weiter. Neben dem DLR waren das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) sowie die Unternehmen Ludwig-Bölkow-Systemtechnikund KBB Underground Technologiesan der Studie beteiligt.
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Dr. Antje Seitz
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