2. November 2023 | Wärmespeicher

Innovativer Füllstoff für Eintank-Flüssigsalzspeicher erfolgreich eingesetzt

Durch den fortschreitenden Zubau von erneuerbaren Energiequellen entsteht auch eine Fluktuation des Energieangebots. Dieses steht zudem häufig nicht im Einklang mit der ebenfalls fluktuierenden Nachfrage.

TESIS:store. Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Eine Lösung hierfür stellen Hochtemperatur-Wärmespeicher auf Basis von Salzschmelzen dar, die in thermischen Prozessen Angebot und Nachfrage voneinander entkoppeln. Diese werden bereits seit über 10 Jahren erfolgreich in kommerziellen solarthermischen Kraftwerken eingesetzt. Die Technologie kann auch in hiesigen Chemieanlagen oder Kraftwerken zur Flexibilisierung eingesetzt werden. Das Funktionsprinzip ist denkbar einfach: Zur Speicherung von Energie wird die Salzschmelze bei einer Temperatur von 300°C auf bis zu 560°C erhitzt und dabei in zwei separaten Tank gelagert.

Das DLR erforscht ein neuartiges Eintankspeicher-Konzept, bei dem die „heiße“ und „kalte“ Salzschmelze zusammen in einem Tank gespeichert werden. Dies funktioniert aufgrund der Dichteunterschiede der Salzschmelze, da das heiße Salz bis zu 10 % leichter als das kalte Salz ist. Das Eintank-Konzept hat generell einige Vorteile, wie geringeren Platzbedarf, Einsparung eines Tanks, kostengünstigere Pumpen, Vermeidung eines großen Gasvolumens und geringere Wärmeverluste. Das DLR betreibt aus diesem Grund eine Großanlage, die Testanlage für Wärmespeicherung in Salzschmelzen (TESIS:store).

Füllkorb.
Blick von oben auf den obersten Packungseinsatz mit Kraftblock-Füllmaterial

Aktuell führt das DLR ein Forschungsprojekt mit den Projektpartnern Kraftblock, Universitat Politècnica de Catalunya-BarcelonaTech (UPC), SPF Institut für Solartechnik - Ostschweizer Fachhochschule (OST) und Empresarios Agrupados Internacional (EAI) durch. In dem Projekt mit dem Namen Newcline soll das Eintank-Konzept mit einem Füllstoff mit der TESIS:store-Anlage untersucht werden. Durch den Füllstoff kann eine beträchtliche Menge Salz eingespart werden, was die Gesamtkosten deutlich reduziert. Zusammen mit dem Projektpartner Kraftblock wurden neue Füllstoffe entwickelt, die auf strukturierten keramischen Füllstoffen basieren und nun in der Anlage getestet werden. Nach wochenlanger Vorbereitung wurden am 26.10.2023 die mit dem Füllstoff ausgestatteten Einsätze in die Anlage hineingehoben. Für die kommenden Monate sind nun umfangreiche Tests mit variablen Randbedingungen vorgesehen.

Über das Projekt NEWCLINE

Das Forschungsprojekt NEWCLINE (Verbesserte Thermokline-Konzepte zur thermischen Energiespeicherung in solarthermischen Kraftwerken) zielt darauf ab, ein neuartiges Eintankspeicherkonzept zu erforschen, bei dem heißes und kaltes Flüssigsalz zusammen mit einem Füllstoff in einem Tank gespeichert wird, was Platz einspart und deutliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Im Projekt werden neue Füllstoffe und Inventarlösungen entwickelt, die auf strukturierten keramischen Füllstoffen und Latentwärmespeichermaterialien basieren, um die Austrittstemperatur des Speichers zu stabilisieren.

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Förderkennzeichen 03EE5057A

Teilvorhaben: Analyse des Eintankspeichers mit innovativem Füllstoff

Projektpartner: Kraftblock, Universitat Politècnica de Catalunya-BarcelonaTech (UPC), SPF Institut für Solartechnik - Ostschweizer Fachhochschule (OST) und Empresarios Agrupados Internacional (EAI)

Laufzeit: 01.12.2020 Bis 31.05.2024

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Annelies Vandersickel

Abteilungsleiterin Thermische Prozesstechnik
Institut für Technische Thermodynamik
Thermische Prozesstechnik
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart