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Speicher aus Spezialbeton: für solare Wärmenutzung und Stromerzeugung

Posted at 13. Februar 2017 | By : | Categories : Blog,CleanTech,CleanTech News,Cleantech Startups,Energie,Energiespeicherung,Energiewende,EnergyNest,Erneuerbare Energie,Featured,Masdar City,Thermische Energiespeicher | Kommentare deaktiviert für Speicher aus Spezialbeton: für solare Wärmenutzung und Stromerzeugung

Das norwegische Energieunternehmen EnergyNest hat einen Wärmespeicher für die Industrie entwickelt, der mit Beton als Speichermedium arbeitet. Die so gespeicherte Wärme lässt sich vielfältig nutzen: als Prozesswärme, zur eigenen Stromerzeugung und zur Stabilisierung ganzer Stromnetze. Unterm Strich steigt so die Energieeffizienz signifikant.

Betonspeicher von EnergyNest20.06.2016. Seit 2015 läuft die Bewährungsprobe für den EnergyNest-Pilotspeicher TES im Sonnenwärmekraftwerk „Beam Down“ im klimaneutralen Stadtprojekt Masdar City in der Nähe von Abu Dhabi. „Ich habe viele Energiespeicher genau studiert – und der thermische Speicher von EnergyNest erfüllt exakt unsere Erwartungen“, sagt Dr. Steve Griffiths, Vizepräsident für Forschung am Masdar Institut.

Was den Betonspeicher TES so innovativ macht, basiert auf seiner speziellen Zusammensetzung, die in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen HeidelbergCement entwickelt wurde¬. Er besteht aus 75 Prozent Quarz und 25 Prozent weiteren Additiven. Das lässt den Beton laut EnergyNest sehr kompakt werden. Im Innenbereich enthält der Speicher Karbonstahlröhren, durch die im Falle von „Beam Down“ in Masdar City heißes Thermoöl fließt, das von einem kleinen Solarkraftwerk mit einer Leistung von 100 Kilowatt erhitzt wird. Der Beton speichert die Wärme über viele Stunden, um sie später in sonnenarmen Stunden zur Stromerzeugung zu nutzen.

Die Wärmeträgerflüssigkeit hat bis zu 160 bar Druck und ein einziges Speichermodul besitzt eine Kapazität von zwei Megawatt thermisch. Aufgrund des skalierbaren Aufbaus kann TES nach Angaben des Herstellers problemlos bis in den Gigawattbereich speichern, indem einfach weitere Betonklötze aufgestellt werden. Beim Aufheizen dehnt sich der Spezialbeton ähnlich stark aus wie der Stahl der Wärmetauscherröhren. Risse werden dadurch vermieden. EnergyNest prognostiziert eine Speicherlebensdauer von mindestens 50 Jahren.

Doch der TES punktet laut EnergyNest auch bei den Kosten: Bereits bestehende alternative Wärmespeichertechnologien, wie flüssige Salze oder Redox-Flow-Batterien, sind im Vergleich ungleich teurer. So liegt der Betonspeicher bei Installationskosten von 25 US-Dollar pro kWh – das entspricht etwa der Hälfte von Wettbewerbern. Die Betriebskosten machen aufgrund des starren Aufbaus des Speichers sogar nur ein Fünftel aus.

Ein weiteres Plus: Der Speicher bietet großes Potenzial zur Eigenstromerzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung. Hier könnten Gesamtwirkungsgrade der Wärmespeicherung von bis zu 90 Prozent erreicht werden. Spitzenlastbedarfen wird mit einer eigenen Turbine und kleinem Stromgenerator begegnet.

Momentan laufen bei EnergyNest Vorbereitungen zu weiteren Praxistests des Betonspeichers: in drei solarthermischen Kraftwerksprojekten in den USA und im Mittleren Osten, bei einem Windparkbetreiber, der seinen überschüssigen Strom im TES zwischenspeichern will und bei einem deutschen Zementunternehmen, das seine Energieeffizienz mit gespeicherter Prozesswärme erhöhen möchte.

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