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Am 18. Juni 2010 wurde die Versuchsanlage offiziell in Betrieb genommen (v.l.n.r.): Dr. Rainer Tamme, Abteilungsleiter Thermische Prozesstechnik, Prof. Dr.-Ing. Hans Müller-Steinhagen, Institutsdirektor, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner, DLR-Vorstand für Energie und Verkehr, Dr. Hermann Bastek, Forschungszentrum Jülich GmbH und Dr. Stefan Zunft, Leiter Fachgebiet Thermische Kraftwerkskomponenten.
© DLR
Teststand für Hochtemperatur-Wärmespeicherung eingeweiht
22.06.2010

Versuchsanlage "HOTREG"

"HOTREG" heißt die neue Versuchsanlage zur Untersuchung von Wärmespeichern, deren Kernstück ein fünf Meter hoher Speicherbehälter ist. Auf diesem am 18. Juni 2010 beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart eingeweihten Teststand können die Wissenschaftler unterschiedliche Speicherkonzepte, Betriebsweisen und Materialien erproben. Mit und ohne Druck testen sie auf der weltweit einmaligen Anlage, wie gut zum Beispiel Keramik oder Naturstein als Wärmespeicher in Kraftwerken geeignet sind.

"Mit der Versuchsanlage haben die Forscher des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik von nun an die Möglichkeit, technisch und wirtschaftlich attraktive Wärmespeicher zu testen und zu optimieren", erläutert Prof. Ulrich Wagner, DLR-Vorstand für Energie und Verkehr.

Zum jetzigen Zeitpunkt sind die thermischen Speicher für den breiten und optimalen Einsatz von Erneuerbaren Energien noch zu teuer und nicht leistungsstark und flexibel genug. Die im DLR getesteten Hochtemperaturspeicher können nicht nur den Einsatz von Erneuerbaren Energien verbessern, sie können auch für mehr Flexibilität und höhere Wirkungsgrade in Industrieprozessen und konventionellen Kraftwerksanwendungen sorgen.

Im Zentrum der vom Bundesumweltministerium geförderten Anlage steht ein Feststoffspeicher für den Betrieb mit Heißluft bei einstellbarem Luftdruck. Der Speicher ist etwa fünf Meter hoch und enthält einen austauschbaren Innenbehälter. Dadurch können die Wissenschaftler verschiedene Testaufbauten aus Speicherinventar und Hochtemperaturisolierung mit geringem Zeitaufwand für verschiedene Testzwecke austauschen.

Zum Einsatz kommen zum Beispiel Speichermaterialien aus Keramik oder Naturstein. Getestet werden auch verschiedene Formen des Speichermaterials. Darüber hinaus sind alle bestimmenden Betriebsparameter wie Temperatur, Druck, Luftdurchsatz und Luftfeuchte in einem breiten Bereich variabel. So sind die Innenraumtemperaturen zwischen 100 und 830 Grad Celsius einstellbar. Ein Luftdurchsatz von bis zu 800 Kilogramm pro Stunde ist mit vorgebbaren Feuchtegehalten möglich. Die Be- und Entladung des Speichers mit Wärme geschieht über den von einem Schraubenkompressor bereitgestellten verdichteten Luftstrom, der durch einen erdgasbeheizten Luftwärmeübertrager auf seine Be- beziehungsweise Entladetemperatur gebracht wird.

Neue Aufgaben für Hochtemperaturspeicher

Hochtemperatur-Wärmespeicher ermöglichen es in vielen industriellen Prozessen diskontinuierlich anfallende Abwärme zu nutzen, beziehungsweise Bedarfsspitzen zu decken. Eingesetzt werden sie beispielsweise in der Eisen- und Stahlerzeugung, bei der Glas- und Keramikherstellung oder in der Textil- und Papierverarbeitung. Jetzt könnten sie eine Schlüsselkomponente bei der Integration Erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz bilden: Als thermische Speicher in Solarkraftwerken gleichen sie Einstrahlungsschwankungen aus und dehnen die Betriebszeiten über die Sonnenscheindauer aus. Mit Hochtemperatur-Wärmespeichern erreichen Druckluftspeicher-Kraftwerke, die im Norden Deutschlands überschüssige Windenergie für Spitzenlastzeiten zwischenspeichern sollen, einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Als „adiabaten“ Druckluftspeicher nutzen sie die bei der Kompression freiwerdende Wärme bei der Rückverstromung der Druckluft. Nicht zuletzt können konventionelle Gas- und Dampfturbinenkraftwerke mit Hochtemperatur-Wärmespeichern flexibler auf Bedarfsschwankungen reagieren.

Kontakt

Julia Duwe
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Kommunikation, Stuttgart
Tel.: +49 711 6862-480
Fax: +49 711 6862-636

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