Solarstrom in welcher Nacht? Windkraft ohne Wind? Dasjenige Krauts Zentrum pro Luft- und Raumfahrt (DLR) hat denn wissenschaftlicher Projektbeteiligter zusammen mit Industrie- und Forschungsgruppen ein Speichersystem pro erneuerbare Energien aufgebaut und siegreich getestet. Dasjenige denn Carnot-Batterie bekannte System kann Strom in Form von Wärme speichern, die im Rahmen Begierde wieder zur Stromproduktion verwendet werden kann. Denn Wärmespeichermedium herhalten Nitratsalze.
Im industriellen Skala hat die Technologie dasjenige Potenzial, Schwankungen welcher erneuerbaren Energiequellen auszugleichen. Damit ist es ein weiterer wichtiger Schritttempo hin zu einer sicheren und zuverlässigen Versorgung mit erneuerbarer Kraft.
Erneuerbare Kraft speichern mit Salz
Zeiten kleiner Sonneneinstrahlung und Lastspitzen klimaneutral zu kurzschließen, ist eine zentrale Herausforderung welcher Energiewende. Energiespeicher werden es zuteil werden lassen, überschüssige Kraft zu nutzen, wenn es weder Wind noch Sonnenlicht gibt.
Im Forschungsvorhaben Compressed Heat Energy Storage for Energy from Renewable Sources (CHESTER) bauten und testeten die Teilnehmer am DLR-Standort Stuttgart eine Carnot-Batterie. „Wir funktionieren daran, die Technologie so zu optimieren, dass sie von welcher Industrie genutzt werden kann“, erklärt Maike Johnson, die dasjenige Projekt am DLR-Institut pro Technische Wärmelehre leitet.
Strom – Wärme – Strom
Herzstück welcher Carnot-Batterie ist ein vom DLR-Institut pro Technische Wärmelehre entwickelter Latentwärmespeicher, welcher mit etwa zwei Kubikmetern Nitratsalzen voll ist. Mit dem Strom, welcher die Kraft darstellt, erhitzt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe dasjenige Salz gen 150 Klasse Celsius.
„Unterschwellig, weil dasjenige Salz während des Erhitzungsprozesses schmilzt. Ein Teil des Wärmeeintrags scheint ‚unbewusst‘ in welcher Lockerung welcher Bindungen in den Salzkristallen verborgen zu sein“, erklärt Maike Johnson. Im Zuge dessen kann welcher Latentwärmespeicher je nachdem Salz etwa paarweise so viel Kraft videographieren wie durch einfaches Aufheizen welcher Kristalle.
Die typische Lagerzeit von Carnot-Batterien beträgt mehrere Zahlungsfrist aufschieben solange bis Tage. Um die gespeicherte Kraft abzugeben, überträgt ein zweiter Schaltschema die Wärme gen eine Wärmekraftmaschine, die eine Turbinen-Generator-Laufwerk antreibt. Jener so klimaneutral erzeugte Strom kann ins Netzwerk zurückgespeist werden.
Wärmetauscher ähneln Schneeflocken
Dasjenige Novum des DLR-Wärmespeichers liegt in seinen Wärmetauschern. Die vom DLR-Institut pro Technische Wärmelehre empirisch und rechnerisch ausgelegten Rohre verlaufen vollwertig durch den Speicher. Sie nach sich ziehen zwei Kanäle pro die Kühlmittelkreisläufe – verdongeln zum Laden und verdongeln zum Freisprechen des Wärmespeichers. Dies ermöglicht den Produktionsstätte mit unterschiedlichen Kühlmitteln, um die unterschiedlichen Prozesskomponenten des Speichersystems zu koppeln.
Zum Besten von eine effiziente Energieübertragung zwischen den Dampfkreisläufen und dem Salz nach sich ziehen die Wärmetauscher verdongeln lamellenartigen Querschnitt, welcher einer Schneeflocke ähnelt. Im Zuge dessen ergibt sich eine große Kontaktfläche pro dasjenige Salz.
Einzelne Komponenten vor dem Testlauf bewertet
In den vergangenen Monaten nach sich ziehen die Forscher nicht mehr da Komponenten des Systems und jeden Prozess des Energiespeicherkreislaufs einzeln getestet. „Die Herausforderung besteht vor allem darin, die optimalen Betriebsparameter zu finden und einzustellen. Zum Besten von eine stabile Wärmeübertragung zwischen Wärmepumpe und Speicher solange bis hin zur Wärmekraftmaschine sollen nicht mehr da Komponenten harmonisch und mit welcher erforderlichen Leistung zusammenarbeiten, “, erklärt Maike Johnson. „Wie viel Kühlmittel wird gewünscht? Wie schnell kann dasjenige Salz erhitzt und gekühlt werden? Wie viel Strom können wir aus welcher gespeicherten Wärme Vorteil verschaffen?“
Die Forscher testen nun verschiedene Lastszenarien, Wärmeströme und Temperaturverläufe, um die Säumen des Systems zu ermitteln. Im Zusammenhang größeren Anlagen können Wärmeverluste und unterschiedliche Betriebsbedingungen gerade wichtig sein, weshalb dies derzeit mit einer Pilotanlage untersucht wird
Carnot-Batterien pro die Sektorkopplung
Ein großer Vorteil von Carnot-Batterien ist, dass sie zur Sektorkopplung störungsfrei an andere Energiesysteme erreichbar werden können. Neben welcher Stromproduktion können sie selbst Wärme liefern. Dies ist insbesondere pro die Industrie interessant, da die gespeicherte Hochtemperaturwärme in vielen industriellen Prozessen schnell genutzt werden kann. Darüber hinaus können Carnot-Batterien an saisonale Wärmespeicher gekoppelt werden, die die thermische Kraft übrig Monate speichern können.
Größe, Kondensator und Energiemanagement von Carnot-Batterien können an die jeweiligen Anforderungen des jeweiligen Prozesses individuell werden. Damit eignen sie sich zum Denkmuster pro eine Gebrauch namens „Smart District Heater“. Dieserfalls handelt es sich um lokale Strom- und Wärmenetze im Umfeld des Speichers, die Wohnsiedlungen oder Bürokomplexe mit Kraft versorgen.
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