Machbarkeit eines Thermochemischen Speichers gezeigt
Im RESTRUCTURE-Projekt befassen sich die Wissenschaftler mit einem thermochemischen Wärmespeicher für Solarkraftwerke. Das Speichersystem nimmt die konzentrierte Solarwärme auf, um sie bei Wolkendurchzug oder nachts wieder abzugeben. Dadurch ist es möglich, einen kontinuierlichen Betrieb der Turbine und somit auch kontinuierliche Stromproduktion zu gewährleisten.
Bis zum erfolgreichen Projektende im Januar 2016 wurde die Validierung einer Anlage im Semi-Pilotmaßstab mit ca. 74 kWh Speicherkapazität durchgeführt. Die Anlage wurde am Solarturm Jülich aufgebaut und getestet.
Obwohl die Speicherkapazität vergleichsweise gering ausfällt, stellen die Tests einen Meilenstein in der Entwicklung von thermochemischen Speichern dar, da dies die erste Versuchsanlage dieses Konzepts unter nahezu realistischen Betriebsbedingungen ist.
Die Neuheit des RESTRUCTURE-Reaktors besteht in seinem Design, das aus gestapelten keramischen Blöcken besteht. Diese Blöcke haben eine Wabenstruktur, in welcher das chemisch aktive Material eingebunden ist.Das Speichermaterial wurde in einem Multi-Skalen Ansatz definiert und seine Struktur und Zusammensetzung wurden optimiert. Die Größenordnungen der Tests reichten dabei von wenigen Gramm über einige hundert Gramm bis hin zu 100 kg. In jeder Größenordnung wurden ausgiebige Tests durchgeführt, um das Material zu charakterisieren und die Eigenschaften für die nächste Größenordnung zu definieren.
Eine umfangreiche Testkampagne am Solarturm Jülich bestätigte die Machbarkeit des Konzepts. Während der Beladung konnte das Speichersystem effizient die Wärme von 1000°C heißer Luft sowohl sensibel (durch Erhöhung der Speichertemperatur) als chemisch (durch chemische Reduktion des Speichermaterials) aufnehmen. Während der Entladung konnte Luft vom System aufgewärmt werden. Dabei wurde fast die gesamte zuvor gespeicherte Wärme wieder an die Luft abgegeben. Mehr als 15 Be- und Entladezyklen wurden ohne Leistungseinbußen durchgeführt.
Im letzten Projektschritt zeigte eine Auslegung einer Gesamten Solarkraftwerksanlage in Kombination mit einer vorläufigen technoökonomischen Bewertung vielversprechende Aussichten für die Technologie auf.