Test­an­la­ge für Wär­me­spei­che­rung in Salz­schmel­zen (TE­SIS:sto­re)

Die Großforschungsanlage dient der Entwicklung neuer Speichertechnologien und Verbesserung der Flüssigsalztechnologie für  erneuerbare Energien.
Die Groß­for­schungs­an­la­ge dient der Ent­wick­lung neu­er Spei­cher­tech­no­lo­gi­en und Ver­bes­se­rung der Flüs­sig­salz­tech­no­lo­gie für  er­neu­er­ba­re Ener­gi­en.
Bild 1/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Die Großforschungsanlage dient der Entwicklung neuer Speichertechnologien und Verbesserung der Flüssigsalztechnologie für  erneuerbare Energien.

In der DLR Test­an­la­ge für Wär­me­spei­che­rung in Salz­schmel­zen (TE­SIS) un­ter­su­chen die For­scher des In­sti­tuts für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik in Köln ei­nen Ein­tank-Hochtem­pe­ra­tur­spei­cher auf Salz­ba­sis und qua­li­fi­zie­ren Flüs­sig­salz­kom­po­nen­ten in ei­ner Test­stre­cke.
Vorratstanks des Eintank-Versuchsspeichers TESIS:store
Vor­rat­stanks des Ein­tank-Ver­suchsspei­chers TE­SIS:sto­re
Bild 2/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Vorratstanks des Eintank-Versuchsspeichers TESIS:store

Der Ein­tank-Ver­suchsspei­cher TE­SIS:sto­re wird aus zwei Vor­rats­be­häl­tern mit Flüs­sig­salz ver­sorgt. Die­se si­mu­lie­ren den zu­ge­hö­ri­gen Pro­zess, be­ste­hend aus Wär­me­quel­le und -sen­ke. Im rea­len Sys­tem könn­te ei­ne Wär­me­quel­le z.B. ein So­lar­feld oder ein Elek­tro­er­hit­zer sein, ei­ne Wär­me­sen­ke bei­spiels­wei­se ein Damp­fer­zeu­ger.
Vor- und Rücklauf der Komponenten-Teststrecke TESIS:com
Vor- und Rück­lauf der Kom­po­nen­ten-Test­stre­cke TE­SIS:com
Bild 3/8, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Vor- und Rücklauf der Komponenten-Teststrecke TESIS:com

In der Kom­po­nen­ten­test­stre­cke TE­SIS:com kön­nen Kom­po­nen­ten für Flüs­sig­salz­an­la­gen ge­tes­tet wer­den. Bei­spie­le sind Ven­ti­le, Mess­in­stru­men­te, Ap­pa­ra­te, oder Re­cei­ver­roh­re. Die Tem­pe­ra­tur und die Durch­fluss­ra­te kön­nen in­ner­halb we­ni­ger Se­kun­den das ge­sam­te Spek­trum durch­lau­fen.
Leitstand der TESIS Anlage
Leit­stand der TE­SIS An­la­ge
Bild 4/8, Credit: DLR

Leitstand der TESIS Anlage

Im Leit­stand der TE­SIS An­la­ge wer­den die über 1000 Mess­da­ten bei­der An­lagen­tei­le per­ma­nent über­wacht und ar­chi­viert. Dar­über hin­aus kön­nen au­to­ma­ti­sche Ver­such­s­pro­gram­me durch­lau­fen wer­den.
Vorratstanks des Eintank-Versuchsspeichers TESIS:store
Vor­rat­stanks des Ein­tank-Ver­suchsspei­chers TE­SIS:sto­re
Bild 5/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Vorratstanks des Eintank-Versuchsspeichers TESIS:store

Der Ein­tank-Ver­suchsspei­cher TE­SIS:sto­re wird aus zwei Vor­rats­be­häl­tern mit Flüs­sig­salz ver­sorgt. Die­se si­mu­lie­ren den zu­ge­hö­ri­gen Pro­zess, be­ste­hend aus Wär­me­quel­le und -sen­ke. Im rea­len Sys­tem könn­te ei­ne Wär­me­quel­le z.B. ein So­lar­feld oder ein Elek­tro­er­hit­zer sein, ei­ne Wär­me­sen­ke bei­spiels­wei­se ein Damp­fer­zeu­ger.
Innenansicht der Großanlage TESIS
In­nen­an­sicht der Groß­an­la­ge TE­SIS
Bild 6/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Innenansicht der Großanlage TESIS

Bei­de An­lagen­tei­le TE­SIS:sto­re und TE­SIS:com wer­den aus je­weils zwei Vor­rats­be­häl­tern mit Flüs­sig­salz auf un­ter­schied­li­chen Tem­pe­ra­tur­ni­ve­aus ver­sorgt. Hier­für sind spe­zi­el­le, für Flüs­sig­salz qua­li­fi­zier­te Tauch­pum­pen und Ven­ti­le er­for­der­lich.
Inspektion der TESIS Anlage
In­spek­ti­on der TE­SIS An­la­ge
Bild 7/8, Credit: DLR

Inspektion der TESIS Anlage

Die ho­hen Qua­li­täts­an­sprü­che er­for­dern ei­ne re­gel­mä­ßi­ge War­tung und In­spek­ti­on der An­la­ge.
Eintank-Versuchsspeicher TESIS:store
Ein­tank-Ver­suchsspei­cher TE­SIS:sto­re
Bild 8/8, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Eintank-Versuchsspeicher TESIS:store

Der Ein­tank-Ver­suchsspei­cher TE­SIS:sto­re ist in ei­nem Turm un­ter­ge­bracht. Das Dach lässt sich öff­nen und er­mög­licht es ver­schie­de­ne Ein­bau­ten in den Ver­suchsspei­cher ein­zu­brin­gen. Ne­ben Mess­tech­nik kön­nen auf die­se Wei­se auch in­no­va­ti­ve Kon­zep­te mit Fest­stof­fen als Spei­cher­ma­te­ri­al un­ter­sucht wer­den. Letz­te­re er­set­zen ei­nen Groß­teil des be­nö­tig­ten Flüs­sig­sal­zes und er­öff­nen ein ho­hes Kos­ten­re­duk­ti­ons­po­ten­ti­al.

Die Testanlage für Wärmespeicherung in Salzschmelzen (TESIS) des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik in Köln ist die erste Forschungsanlage für Flüssigsalzspeicher und -technologie in relevantem Maßstab in Deutschland. Die Großforschungsanlage dient der Entwicklung neuer Speichertechnologien und Verbesserung der Flüssigsalztechnologie für  erneuerbare Energien.


Mit der Testanlage wird der Labormaßstab verlassen und die Technologie im MWh- Maßstab erprobt. Die Forschung findet somit nah an der industriellen Umsetzung und Nutzung statt. Anwendungsfelder sind energieintensive Industrieprozesse wie bei der Produktion von Stahl, Eisen, Nichteisenmetallen, Glas, Zement oder chemischen Produkten.

Flüssigsalzspeicher können in diesen Prozessen die Energieeffizienz steigern. Bei der fluktuierenden Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien können Flüssigsalzspeicher in der Kraftwerkstechnik eingesetzt werden, um volatilen erneuerbaren Strom zu verstetigen. In solarthermischen Kraftwerken sind Flüssigsalzspeicher bereits für die bedarfsgerechte Stromerzeugung kommerziell im Einsatz. Im Bereich der konventionellen fossilen Kraftwerke bieten Flüssigsalzspeicher das Potential diese durch integrierte Wärmespeicherung zu flexibilisieren oder zu Wärmespeicherkraftwerken umzubauen.

 

TESIS:store - Größte Anlage zur Entwicklung neuer Eintankspeicherkonzepte

TESIS ist ein Zwilling, der aus zwei Teilanlagen besteht. TESIS:store dient der Entwicklung neuer Eintankspeicherkonzepte zur Hochtemperatur-Wärmespeicherung und ist die weltweit größte Forschungsanlage ihrer Art, an der neue Eintankspeicherkonzepte untersucht werden. Überschüssige Wärme in nur einem, anstatt der üblichen zwei Tanks zu speichern, verringert die Kosten für die Speicheranlage. Die Kapitalkosten können bis zu 40 Prozent gesenkt und die Wärmeverluste halbiert werden. Forschungsgegenstand sind Fragestellungen aus den Bereichen Materialverträglichkeit, Wärme- und Stofftransport, Thermomechanik und Speichersystemintegration.

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  • Volker Speelmann
    Lei­tung Zen­tra­les In­ves­ti­ti­ons­ma­na­ge­ment
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
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  • Dr. Thomas Bauer
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

    In­sti­tut für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik
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