{"id":92919,"date":"2023-07-28T08:43:50","date_gmt":"2023-07-28T06:43:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=92919"},"modified":"2023-07-28T08:43:52","modified_gmt":"2023-07-28T06:43:52","slug":"projektstart-hybridkraft-pv-strom-erhoeht-effizienz-solarthermischer-kraftwerke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/projektstart-hybridkraft-pv-strom-erhoeht-effizienz-solarthermischer-kraftwerke\/","title":{"rendered":"Projektstart \u00bbHybridKraft\u00ab: PV-Strom erh\u00f6ht Effizienz solarthermischer Kraftwerke"},"content":{"rendered":"\n

Die Kombination von Solarthermischen Kraftwerken und Photovoltaik unter Einbeziehung von Speichern verspricht eine kosteng\u00fcnstige und stabile Stromerzeugung. <\/p>\n\n\n\n

Im vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz gef\u00f6rderten Projekt \u00bbHybridKraft\u00ab unter Leitung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE soll ein solches Hybrid-System entwickelt werden. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines Elektroerhitzers f\u00fcr Salzschmelzen, der sich f\u00fcr den Einsatz in Gro\u00dfkraftwerken eignet. Die Umwandlung von erneuerbarem Strom in Hochtemperaturw\u00e4rme zur direkten Nutzung oder Speicherung ist aber auch f\u00fcr industrielle Anwendungen interessant.<\/p>\n\n\n\n

Solarthermische Kraftwerke sind in der Errichtung teurer als Photovoltaik-Kraftwerke, liefern aber im Gegensatz zu diesen auch nachts Strom, und ihre thermischen Speicher sind g\u00fcnstiger als elektrische Batteriespeicher f\u00fcr Solarstrom.<\/p>\n\n\n\n

Im Projekt \u00bbHybridKraft\u00ab werden die Vorteile beider Technologien mit dem Ziel eines kostenoptimierten Systems kombiniert: tags\u00fcber kommt der Strom \u00fcberwiegend aus der Photovoltaik-Anlage, nach Sonnenuntergang wird die vom Solarthermiekraftwerk gelieferte W\u00e4rmeenergie des Salzschmelze-Speichers f\u00fcr die Stromerzeugung mittels Turbine genutzt. Wird das Photovoltaik-Kraftwerk \u00fcberdimensioniert ausgelegt, um f\u00fcr Tage mit weniger Sonneneinstrahlung vorzusorgen, kann an guten Solartagen der \u00dcberschuss an PV-Strom genutzt werden, um den Salzschmelze-Speicher zus\u00e4tzlich elektrisch zu erhitzen.<\/p>\n\n\n\n

Eine bereits etablierte Technologie f\u00fcr diese Kombination sind die klassischen Parabolrinnenkraftwerke. Im Projekt \u00bbHybridKraft\u00ab will das Forschungsteam einen elektrischen Erhitzer f\u00fcr Fl\u00fcssigsalze und deren Einsatz in Energiespeichern testen. Das Potenzial dieser Erhitzer wird in Kombination mit linearen konzentrierenden thermischen Fresnel-Kollektoren  bewertet.  <\/p>\n\n\n\n

Zwar k\u00f6nnen Fresnel-Kollektoren mit direkter Salzschmelze im Absorberrohr W\u00e4rme bis zu 545 Grad Celsius liefern, jedoch soll mit Hilfe des PV-Stroms die Austrittstemperatur der W\u00e4rmetr\u00e4gerfl\u00fcssigkeit aus dem Receiver optimiert werden. \u00bbWir k\u00f6nnen damit die Speicherdichte der Salzschmelze und die Betriebstemperatur der Turbine und daher den Wirkungsgrad des Systems anheben. Wir k\u00f6nnen aber auch die Erzeugungskosten von CSP reduzieren, indem wir die Gr\u00f6\u00dfe des Fresnel-Kollektorfeldes entsprechend der W\u00e4rmezufuhr durch den Elektroerhitzer optimieren\u00ab, erkl\u00e4rt Projektleiter Dr. Shahab Rohani vom Fraunhofer ISE.  <\/p>\n\n\n\n

Im Projekt soll der Prototyp eines mit Solarstrom betriebenen Erhitzers mit einer Leistung von einem Megawatt entwickelt werden. Dieser wird im Technikum des Fraunhofer ISE im Kreislaufbetrieb mit einem Salzschmelze-Speicher erprobt. Auf der Grundlage des Designkonzepts des Prototyps, der Testergebnisse und der Simulationsstudien wird ein Design f\u00fcr Elektroerhitzer mit gro\u00dfen Kapazit\u00e4ten entworfen. F\u00fcr unterschiedliche Standorte und Anwendungen werden Konzepte entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Als Projektpartner sind der Kraftwerksentwickler Frenell GmbH und die<\/a> John Cockerill UVK GmbH mit der Entwicklung der Komponenten und der Integration in solarthermische Kraftwerke betraut. Der assoziierte Partner BASF Stationary Energy Storage GmbH, ein hundertprozentiges BASF-Tochterunternehmen, \u00fcbernimmt den Review von Spezifikationen und den Vergleich der elektro-chemischen Speicher, stellt Informationen zu Natrium-Schwefel-Batterien zur Verf\u00fcgung und passt deren Auslegung an die Anforderungen der Kraftwerke an.<\/p>\n\n\n\n

Leistungsstarker Elektroerhitzer f\u00fcr industrielle Prozesse<\/h4>\n\n\n\n

Der elektrische Erhitzer ist nicht nur f\u00fcr die Anwendung in solarthermischen Kraftwerken im Sonneng\u00fcrtel der Erde interessant, sondern \u00fcberall dort, wo Strom aus erneuerbaren Erzeugungsanlagen zeitweise im \u00dcberschuss vorhanden ist. \u00bbDieser kann in W\u00e4rme umgewandelt werden, die entweder direkt f\u00fcr Hochtemperatur-Industrieprozesse von 150 bis 550 Grad Celsius eingesetzt oder in einer Carnotbatterie f\u00fcr die sp\u00e4tere R\u00fcckverstromung eingespeichert wird\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Thomas Fluri, Gruppenleiter Klimaneutrale Industrieprozesse und Hochtemperaturspeiche am Fraunhofer ISE.<\/p>\n\n\n\n

Dieser modulare Elektroerhitzer wird mit Blick auf eine optimierte mechanische Stabilit\u00e4t und Str\u00f6mungsf\u00fchrung, verbesserte Anschlussf\u00e4higkeit an die Strominfrastruktur, Einspeisekompatibilit\u00e4t von PV-Strom und erh\u00f6htes Betriebsspannungsniveau evaluiert. Auf Basis dieser Bewertungen k\u00f6nnen weitere Anlagen-Optimierungen hinsichtlich Betriebsbedingungen, wirtschaftliche Sensitivit\u00e4t und Vereinfachung der Anlage durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n