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Nichts geht ohne Speicher

Flüssigsalzspeicher des Solarkraftwerks Andasol in Spanien
Credit:
Solar Millennium

Unerlässlicher  Bestandteil  eines  solarthermischen  Kraftwerkes  ist  heutzutage  der  Speicher.  So  kann  das  Kraftwerk  nicht  nur  tagsüber,  wenn  die  Sonne  scheint,  sondern  auch  am  Abend  und  in  der  Nacht,  wenn  die  Nachfrage  besonders  hoch  ist,  Strom  liefern.  Mit  dieser  Möglichkeit,  regelbaren  Strom  ins  Netz  zu  liefern,  haben  Solarkraftwerke  einen  wichtigen  Vorteil  gegenüber  Photovoltaik-  oder  auch  Windkraftanlagen.  Im  letzten  Blogeintrag  zur  SolarPACES-Konferenz  2015  in  Kapstadt  soll  es  daher  um  Speichertechnologien  gehen.

Unschlagbar  günstig:  Kalk  als  Speichermaterial

Solarthermische  Kraftwerke  haben  heute  in  der  Regel  einen  Salzspeicher.  Dabei  werden  tausende  Tonnen  von  heißem  Flüssigsalz  in  riesigen  Tanks  gespeichert  und  geben  diese  Wärmeenergie  im  Laufe  der  Nacht  wieder  ab,  ein  solcher  Salzspeicher  kostet  etwa  zehn  Prozent  der  Gesamtkosten  eines  Kraftwerkes.  "Mit  den  Flüssigsalzspeichern  haben  wir  eine  verlässliche  Technologie,  mit  der  Kraftwerke  noch  viele  Stunden  nach  Sonnenuntergang  Strom  generieren  können",  sagt  Antje  Wörner,  Leiterin  der  Abteilung  Thermische  Prozesstechnik  beim  DLR-Institut  für  Technische  Thermodynamik.  Weiteres  Entwicklungspotenzial  dieser  Technologie  besteht  in  der  Erweiterung  des  Betriebsbereichs.  Bisher können  die  Speicher  nur  bis  zirka  560  Grad  erhitzt  werden,  und  sinkt  die  Temperatur  unter  240,  Grad  erstarrt  das  Salz  und  der  Speicher  wird  unbrauchbar.  Mit  neuen  Salzen  und  Speichern  mit  nur  einem  Tank  können  die  Kosten  für  Flüssigsalzspeicher  reduziert  werden.  Antje  Wörner  und  ihre  Abteilung  suchen  aber  auch  nach  neuen  Wegen  thermische  Energie  zu  speichern.  Unter  anderem  arbeiten  die  Wissenschaftler  an  einem  Kalkspeicher,  dabei  handelt  es  sich  um  einen  thermochemischen  Speicher,  bei  dem  die  Energie  über  eine  chemische  Reaktion  im  Material  eingelagert  wird. "Kalk  hat  zwei  wichtige  Vorteile:  Das  Material  ist  mit  50  Euro  pro  Tonne  unschlagbar  günstig  und  es  kann  große  Mengen  von  Energie  verlustfrei  speichern."  Auf  der  Konferenz  stellen  die  DLR-Forscher  unter  anderem  eine  Demonstrationsanlage  eines  solchen  Kalkspeichers  vor.  Bis  der  Speicher  eines  Tages  in  so  großen  Dimensionen  wie  Salzspeicher  in  einem  Solarkraftwerk  eingesetzt  werden  kann,  bedarf  es  laut  Wörner  noch  einiger  Entwicklungsarbeit:  "Die  Herausforderung  ist,  dass  wir  das  Material  in  Bewegung  bringen.  Auf  den  Turm,  in  ein  Zwischenlager  und  wieder  zum  Wärmetauscher,  wo  das  Material  seine  Energie  abgeben  kann."

Demonstrationsanlage eines Kalkspeichers am DLR-Standort Köln
Credit:
DLR (CC-BY 3.0)

Antje  Wörner  und  ihre  Wissenschaftler  haben  verschiedene  Speichermaterialien  zunächst  im  Labor  untersucht  und  die  Speicher  bis  zum  vorindustriellen  Maßstab  weiterentwickelt.  Die  Forscher  arbeiten  auch  an  Latentwärmespeichern  oder  sogenannten  Feststoffspeichern  mit  Sand-  oder  Keramikmaterialien.  Viele  Speicher  haben  das  Potential,  Solarkraftwerke  preisgünstig  mit  der  Möglichkeit  auszustatten,  Strom  nicht  nur  in  den  Sonnenstunden  zu  liefern.  Und  nicht  nur  Solarkraftwerke  brauchen  Wärmespeicher,  in  vielen  Industrieprozessen  können  große  Energiemengen  und  damit  Kosten  eingespart  werden,  indem  die  Wärme  in  einem  Speicher  zwischengelagert  wird.

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