Effizientere Kraftwerke durch optimierte Speicher
[note CSP-Kraftwerk Cramer Junction, USA – Foto © Siemens]
Im Unterschied zu anderen Kraftwerken auf Basis erneuerbarer Energien können Solarthermische Kraftwerke kostengünstig und regelbar Strom liefern. Das geschieht mittels thermischer Wärmespeicher, die Wärme in Zeiten von Überproduktion zwischenspeichern und bei Bedarf in einer Dampfturbine in Strom umwandeln. Am Fraunhofer ISE werden in Simulationen unterschiedliche Konzepte in Hinblick auf die Integration und Optimierung von thermischen Speichern untersucht und bewertet. Hierbei wird das Fraunhofer-Software-Tool ColSim-CSP eingesetzt.
Die unterschiedlichen Kraftwerkskonzepte unterscheiden sich nicht nur optisch (Fresnel-Kollektor, Parabolrinne oder Turm), sondern auch im verwendeten Wärmeträgermedium. Für direktverdampfende Kraftwerke mit Wasser als Wärmeträger wird am Fraunhofer ISE u. a. ein innovativer Latentwärme-Speicher mit einem Schneckenwärme-Übertrager untersucht. Mit dieser Technologie lassen sich Speicherkapazität und Wärmeübertrager-Fläche entkoppeln, da das als Speichermedium verwendete Salz beim Erstarren und Schmelzen gefördert wird.
Andere Konzepte der Freiburger Forscher zielen darauf ab, Salze sowohl als Speichermedium als auch als Wärmeträgermedium einzusetzen. Der Speicher kann dann aus zwei separaten Tanks bestehen, oder – um Speichermaterial und Baumaterial einzusparen – aus einem einzelnen Tank mit Füllkörpern, in dem heiße und kalte Salzschmelze geschichtet werden. Um das Potenzial solcher Schichtspeicher bewerten zu können, wird ein Prototyp experimentell untersucht. Auch die korrosive Wechselwirkung der heißen Salze mit verschiedenen Stählen wird analysiert.
Folgt: Geringere Verluste durch lokale Gleichstromnetze