{"id":86684,"date":"2022-11-11T02:15:00","date_gmt":"2022-11-11T01:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=86684"},"modified":"2022-11-11T08:55:39","modified_gmt":"2022-11-11T07:55:39","slug":"mit-salz-dunkelflauten-und-lastspitzen-klimaneutral-ueberbruecken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/mit-salz-dunkelflauten-und-lastspitzen-klimaneutral-ueberbruecken\/","title":{"rendered":"Mit Salz Dun\u00adkel\u00adflau\u00adten und Last\u00adspit\u00adzen kli\u00adma\u00adneu\u00adtral \u00fcber\u00adbr\u00fccken"},"content":{"rendered":"\n

Gemeinsam mit Beteiligten aus Industrie und Forschung hat das DLR ein Speichersystem entwickelt, mit dem sich Schwankungen erneuerbarer Energien ausgleichen lassen. Die im EU-Projekt CHESTER entwickelte Carnot-Batterie kann elektrische Energie thermisch speichern und bei Bedarf Strom und W\u00e4rme liefern.<\/p>\n\n\n\n

Solarstrom bei Nacht? <\/h5>\n\n\n\n

Windenergie ohne Wind? Das Deutsche Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) hat zusammen mit Beteiligten aus Industrie und Forschung eine Speicheranlage f\u00fcr erneuerbare Energien aufgebaut und erfolgreich getestet. Die sogenannte Carnot-Batterie kann Strom in Form von W\u00e4rme speichern und daraus bei Bedarf wieder Strom erzeugen. Als Speichermedium dienen Nitratsalze.<\/p>\n\n\n\n

Im industriellen Ma\u00dfstab hat die Technologie das Potenzial, Schwankungen regenerativer Quellen auszugleichen. Damit ist sie ein weiterer Baustein f\u00fcr eine sichere und regelbare Versorgung mit erneuerbaren Energien.<\/p>\n\n\n\n

Mit Salz erneuerbare Energien speichern<\/h5>\n\n\n\n

Dunkelflauten und Lastspitzen klimaneutral zu \u00fcberbr\u00fccken, ist eine zentrale Herausforderung der Energiewende. Mit Hilfe von Speichersystemen lassen sich \u00dcbersch\u00fcsse erneuerbarer Energien nutzen, wenn kein Wind weht und keine Sonne scheint.<\/p>\n\n\n\n

Im Forschungsprojekt CHESTER<\/a> (Compressed heat energy storage for energy from renewable sources) haben die Beteiligten jetzt am DLR-Standort Stuttgart<\/a> eine Carnot-Batterie in Betrieb genommen. \u201eWir arbeiten daran die Technologie so zu optimieren, dass sie industriell und praxisgerecht einsetzbar wird\u201c, erkl\u00e4rt Maike Johnson, die das Projekt am DLR-Institut f\u00fcr Technische Thermodynamik<\/a> betreut.<\/p>\n\n\n\n

Strom \u2013 W\u00e4rme \u2013 Strom<\/h5>\n\n\n\n

Das Herzst\u00fcck der Carnot-Batterie ist ein vom DLR-Institut f\u00fcr Technische Thermodynamik entwickelter Latentw\u00e4rmespeicher, der mit rund zwei Kubikmetern Nitratsalzen gef\u00fcllt ist. Eine Hochtemperatur-W\u00e4rmepumpe erhitzt mit dem zu speichernden Strom das Salz auf 150 Grad Celsius. \u201eLatent deswegen, weil das Salz beim Erw\u00e4rmen schmilzt. Ein Teil der zugef\u00fchrten Heizw\u00e4rme steckt scheinbar verborgen, also latent, im L\u00f6sen der Bindungen der Salzkristalle\u201c, erl\u00e4utert Maike Johnson. Je nach Salz k\u00f6nnen Latentw\u00e4rmespeicher dadurch rund doppelt so viel Energie aufnehmen als W\u00e4rmespeicher ohne Schmelzvorgang.<\/p>\n\n\n\n

Die typische Speicherzeit von Carnot-Batterien liegt bei einigen Stunden bis Tagen. Zum Entladen des Speichers \u00fcbertr\u00e4gt ein zweiter Kreislauf die W\u00e4rme zu einer W\u00e4rmekraftmaschine, die eine Turbine mit Generator antreibt. Der so klimaneutral erzeugte Strom kann wieder ins Netz eingespeist werden.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rme\u00fcbertrager wie Schneeflocken<\/h5>\n\n\n\n

Das Besondere an dem DLR-W\u00e4rmespeicher sind seine W\u00e4rme\u00fcbertrager. Die vom DLR-Institut f\u00fcr Technische Thermodynamik empirisch und rechnerisch designten Rohre verlaufen durch den Speicherbeh\u00e4lter. Sie haben zwei Kan\u00e4le f\u00fcr die K\u00e4ltemittel \u2013 einen zum Aufladen, den anderen zum Entladen des W\u00e4rmespeichers. Dies erm\u00f6glicht den Betrieb mit unterschiedlichen K\u00e4ltemitteln, um die verschiedenen Prozessteile des Speichersystems zu koppeln.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr einen effizienten Energietransfer zwischen den Dampfkreisl\u00e4ufen und dem Salz haben die W\u00e4rme\u00fcbertrager einen rippenartigen Querschnitt, der einer Schneeflocke \u00e4hnelt. Dadurch ergibt sich f\u00fcr das Salz eine m\u00f6glichst gro\u00dfe Kontaktoberfl\u00e4che.<\/p>\n\n\n

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\u00a9 DLR \/ Pilotanlage einer Carnot-Batterie am DLR-Standort Stuttgart<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

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Vor dem Testlauf jede Komponente einzeln gepr\u00fcft<\/h5>\n\n\n\n

In den vergangenen Monaten haben die Forscherinnen und Forscher alle Komponenten und jeden Vorgang des Speicherzyklus einzeln getestet. Das Herausfordernde ist, die optimalen Betriebsparameter herauszufinden und einzustellen. \u201eF\u00fcr einen stabilen W\u00e4rme\u00fcbertrag zwischen W\u00e4rmepumpe und Speicher und dann zur W\u00e4rmekraftmaschine m\u00fcssen alle Komponenten zeitlich und mit der passenden Leistung zusammenspielen\u201c, erkl\u00e4rt Maike Johnson. \u201eWelche Mengen an K\u00fchlmittel sind n\u00f6tig? Wie schnell l\u00e4sst sich das Salz aufheizen und abk\u00fchlen? Welche Leistung k\u00f6nnen wir aus dem Speicher herausholen?\u201c<\/p>\n\n\n\n

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erproben nun unterschiedliche Lastszenarien, W\u00e4rmefl\u00fcsse und Temperaturverl\u00e4ufe, um die Systemgrenzen auszuloten. Bei gr\u00f6\u00dferen Anlagen spielen vor allem W\u00e4rmeverluste und unterschiedliche Betriebszust\u00e4nde eine Rolle. Mit der Pilotanlage wird dies bereits im Forschungsstadium untersucht.<\/p>\n\n\n\n

\u201eCarnot-Batterien haben das Potenzial f\u00fcr einen fl\u00e4chendeckenden Einsatz in einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Wir erwarten, dass industrief\u00e4hige Systeme in rund zehn Jahren am Markt verf\u00fcgbar sind. Diese sind dann f\u00fcr l\u00e4ngere Speicherzeiten und Leistungen von mehreren Megawatt ausgelegt\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Andrea Gutierrez, Leiterin der Fachgruppe Thermische Speicher mit Phasenwechsel am DLR-Institut f\u00fcr Technische Thermodynamik.<\/p>\n\n\n\n

Carnot-Batterien f\u00fcr die Sektorenkopplung<\/h5>\n\n\n\n

Ein gro\u00dfer Vorteil von Carnot-Batterien ist, dass sie gleichzeitig Strom und W\u00e4rme liefern k\u00f6nnen. In der Sektorenkopplung lassen sie sich leicht mit anderen Energiesystemen verbinden. Dies ist besonders f\u00fcr die Industrie interessant. Die gespeicherte W\u00e4rme ist in vielen Industrieprozessen direkt nutzbar. In Verbindung mit saisonalen W\u00e4rmespeichern k\u00f6nnen sie W\u00e4rmeenergie \u00fcber Monate halten.<\/p>\n\n\n\n

Die Gr\u00f6\u00dfe, Kapazit\u00e4t und das Energiemanagement von Carnot-Batterien k\u00f6nnen an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Damit eignen sie sich beispielsweise auch f\u00fcr das sogenannte Smart District Heating. Das sind lokale Strom- und W\u00e4rmenetze in der Umgebung der Speicheranlage, die Wohnsiedlungen oder B\u00fcroparks mit Energie versorgen.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Deut\u00adsches Zen\u00adtrum f\u00fcr Luft- und Raum\u00adfahrt (DLR) 2022<\/a><\/p>\n

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