Aktuell / 18.07.2016

Flüssigsalzspeicher für Hochtemperatur-Wärme

Die TESIS-Anlage ist Teil des Forschungsgebäudes CeraStorE (Quelle: DLR-CC-BY 3.0)

Eine Schlüsselkomponente für das künftige Energieversorgungssystem sind Hochtemperatur-Wärmespeicher. Sie können in Kraftwerken eine flexiblere Fahrweise ermöglichen und erleichtern es, in der industriellen Produktion Prozesswärme zwischenzuspeichern. Als Wärmeträgermedium werden in diesen Speichersystemen beispielsweise geschmolzene Salze eingesetzt. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben einen neuen Speicher für Temperaturen bis 560 °C entwickelt. Der Aufbau der Testanlage startete im Sommer 2016.

Auf der TESIS-Versuchsanlage der DLR in Köln setzen die Wissenschaftler flüssige Nitrat- und Nitrit-Salzmischungen als Wärmeträgermedien ein. Diese sind für hohe Temperaturen zwischen 180 und 560 °C geeignet. Wärme auf einem derartigen Temperaturniveau lässt sich in Kraftwerkstechnik und industrieller Produktion einsetzen. Generell bieten flüssige Wärmeträger den Vorteil, dass sich die Wärme mit hoher Leistung ein- und ausspeichern lässt und sich die Medien einfach über Leitungen transportieren lassen.

Vorteile der Salzschmelzen

Anlagenschema der TESIS-Testanlage (Quelle: DLR-CC-BY 3.0)

Die Salzsschmelze ist ungiftig, brennt nicht und steht auch nicht unter Druck. Salzspeicher können bis 200 kWh/m3 bei einer Temperaturänderung von 250 Kelvin speichern und sind im Vergleich zu anderen Stromspeichern kostengünstig. Ihr Betriebsverhalten bleibt auch über viele tausend Ladezyklen stabil. Die Forschungsarbeiten des DLR verfolgen das Ziel, die Kosten weiter zu senken und die Effizienz zu optimieren. Auf der Testanlage werden Komponenten qualifiziert, die Verfahrenstechnik optimiert und das Konzept weiterentwickelt.

 

Die bisherigen Salzspeicher waren mit zwei Tanks ausgestattet. Der neue Speicher arbeitet mit einem Ein-Tank-Konzept. Dieser Tank ist zu Dreiviertel mit Naturstein gefüllt. Die verfügen – bezogen auf das Volumen – über eine ähnliche Wärmekapazität wie die Salzmischungen, kosten aber nur ein Zehntel. Innerhalb des Speichers bildet sich eine Temperaturschichtung aus. Im Vergleich zu momentan auf dem Markt verfügbaren System kann der neue Ein-Tank-Speicher die Kapitalkosten um bis zu 40% senken, abhängig von den Randbedingen.

 

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat das Forschungsprojekt gefördert. Es ist Teil des interdisziplinären Forschungsgebäudes CeraStorE.

Links

> CeraStorE
Die Testanlage befindet sich im Gebäude des Competence Center for Ceramic Materials and Thermal Storage in Energy Research (CeraStorE). Dort forschen Energie- und Werkstoffforscher der DLR-Institute für Werkstoffforschung, für Technische Thermodynamik und für Solarforschung an keramischen Materialien für Brennkammern, Strahlungsempfängern für Turmkraftwerke sowie an innovativen Wärmespeichern.

> Salzbasierter Latentwärmespeicher „SALSA“
Projekt der Forschungsinitiative Energiespeicher, bei dem ebenfalls Salz als Speichermedium zum Einsatz kommt.