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Bild: DLR
Neuer Energiespeicher-Ansatz

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Flüssigsalz als Wärmespeicher

Energiespeicher werden in der Energieversorgung der Zukunft eine entscheidende Rolle spielen. Am 5. Juli hat am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln der Aufbau einer Testanlage für Wärmespeicherung in geschmolzenem Salz (Tesis) begonnen.

Energie kann in Form von Wärme in Flüssigkeiten gespeichert werden, wie es zum Beispiel bei Thermoskannen der Fall ist. Das Speichermedium hierbei ist Wasser, das eine Maximaltemperatur von 100 °C erreichen kann. Dieses Prinzip der Wärmespeicherung in Form von Flüssigkeit wird auch in der Tesis-Versuchsanlage in Köln genutzt.

Jedoch liegt der Anwendungsbereich der Anlagen des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik in der Kraftwerkstechnik und Stromerzeugung. Dort wird als Speichermedium kein normales Wasser verwendet, sondern flüssige Salzmischungen, die bei wesentlich höheren Temperaturen, zwischen 180 und 560 Grad Celsius, ihren Einsatz finden.

Die Salzschmelze hat viele Vorteile, so steht sie beispielsweise nicht unter Druck, ist ungiftig, nicht brennbar und lässt sich gut pumpen. Andere Energiespeicher wie Batterien können nicht kostengünstig so große Energiemengen aufnehmen wie ein Flüssigsalzspeicher. Die Anschaffungskosten für das Speichermedium bleiben kalkulierbar, da sich die Eigenschaften über viele Zyklen nicht verschlechtern.

Aber auch für die Flüssigsalzspeicher müssen die Konditionen stimmen. Aus diesem Grund werden sie seit einigen Jahren kommerziell in solarthermischen Kraftwerken, an Standorten mit hoher Sonneneinstrahlung, wie zum Beispiel in Spanien, eingesetzt. Um den reibungslosen Betrieb in einem kommerziellen Kraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 50 Megawatt zu gewährleisten, werden rund 30.000 Tonnen flüssiges Salz eingesetzt.

Zusätzliche Vorteile

Neben dem kommerziellen Einsatz in solarthermischen Kraftwerken bietet die Speichertechik ein hohes Potential für die Energiewende in Deutschland. So kann man beispielsweise die Abwärme, die in industriellen Prozessen anfällt und zum Teil rückgekühlt werden muss, bevor sie in die Umwelt abgegeben wird, besser nutzen. Außerdem steigert die Technologie die Flexibilität von Kraftwerken und die der Kraft-Wärme-Kopplung, sowie die Umwandlung und Speicherung von schwankenden Stromüberschüssen aus erneuerbaren Energien.

Ziel des Projekts Tesis ist es, die Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. In der Testanlage finden eine Qualifizierung der Flüssigsalzkomponenten, eine Untersuchung verfahrenstechnischer Aspekte und die Entwicklung eines neuen Speicherkonzepts statt. Im Vergleich zum kommerziellen Flüssigsalzspeicherkonzept mit zwei Tanks wird bei dem neuen Speicherkonzept lediglich ein Speichertank eingesetzt. Um die Salzmengen zu reduzieren, werden weiterhin kostengünstige Füllstoffe wie zum Beispiel Naturstein in das Flüssigsalz eingebracht. Der sogenannte Eintank-Schichtspeicher bietet mit Füllmaterialien das Potential, die Kapitalkosten um einen zweistelligen Prozentsatz, im Vergleich zu den momentan auf dem Markt verfügbaren Systemen, zu senken.

Nah am Markt

Die Forschungsarbeit soll die technische Machbarkeit demonstrieren und die Energiespeicher für konkrete Anwendungen in Zusammenarbeit mit der Industrie zur Marktreife bringen. Gefördert wurde die Testanlage zur Energiespeicherung mit Flüssigsalz vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und ist Teil des interdisziplinären Forschungsgebäudes Cerastore.

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