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Wärmespeicherung als Ausgleich für wegfallende Grundlasteinspeisung im elektrischen Netz

Im Zuge der steigenden Einspeiseleistung von fluktuierenden regenerativen Kraftwerken wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen steigt die Nachfrage nach flexiblen Speichersystemen, die Schwankungen zwischen Bedarf und Bereitstellung im Energieversorgungsnetz ausgleichen.

Eine erprobte Anwendung ist die Speicherung dieser Energie in Wärmespeichern, zur anschließenden Nutzung in Fernwärme oder anderen Heizsystemen. Das niedrige Energieniveau der gespeicherten Wärme grenzt die weitere Verwertbarkeit der Wärme jedoch stark ein. So ist eine wirtschaftliche Rückverstromung in der Regel nicht möglich.

Zielsetzung des Projekts ist die Entwicklung eines wasserbasierten Wärmespeichers für höhere Temperaturniveaus. Die Be- und Entladung des Speichers erfolgt dabei über einen neuartigen HP-ORC-Prozess der in einem parallel laufenden Projekt entwickelt wird. Dieser soll einen Wärmepumpenprozess und einen Organic Rankine Cycle miteinander vereinen.

Das System ist damit in der Lage positive und negative Regelenergie zur Stabilisierung des elektrischen Versorgungsnetzes bereitzustellen. Die fluktuierende Verfügbarkeit von regenerativen Energiequellen kann ausgeglichen werden. Damit bildet dieses Speicherkonzept einen weiteren Beitrag dazu eine solide Energieversorgung auf Basis regenerativer Energiequellen bereitzustellen.

Besonders im Fokus steht dabei der zeitnahe Ausstieg aus der Atomkraft. Daraus ergibt sich ein neuer Bedarf an Grundlast der aus regenerativen Energien nur mit Hilfe eines passenden Speichers gedeckt werden kann. Aufgrund der zeitlichen Dringlichkeit empfiehlt sich eine Anpassung und Weiterentwicklung von bereits vorhandenen Technologien. Dadurch soll eine zeitnahe Marktreife erreicht werden.

Neben der theoretischen Planung umfasst das Projekt auch einen Aufbau im Labormaßstab, um das Konzept experimentell zu evaluieren und zu optimieren. Dabei soll der Speicher nicht nur alleine, sondern auch im System mit dem HP-ORC-Prozess erprobt werden. Insgesamt ergibt sich daraus eine unabhängige Komplettlösung, die flexibel und skalierbar in das lokale Umfeld integriert werden können.

Projektbearbeitung:

Christoph Regensburger, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 1.634
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29460
  • E-Mail: reg@ipat.fau.de