Ob im Kraftwerksbereich oder bei energieintensiven Produktionsprozessen: Wärmespeicher gewinnen zunehmend an Bedeutung. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart haben deshalb das neuartige Wärmespeicherkonzept „CellFlux“ entwickelt, mit dem sich Wärme aus Industrie- und Kraftwerksprozessen wesentlich preiswerter als bisher und mit großer Flexibilität hinsichtlich Temperatur, Speichermedium und Leistung speichern lässt.
Die eingespeicherte Wärme kann später bei Bedarf wieder in den Prozess eingebracht werden, Fluktuationen im Wärmefluss ausgleichen oder anderen Abnehmern zur Verfügung gestellt werden. Erstmals haben die DLR-Energieforscher das Konzept auch in einer Pilotanlage realisiert, mit deren Hilfe sie das komplette System in unterschiedlichen Testzyklen untersuchen. Die Pilotanlage wurde im Rahmen des vierten Stuttgarter EnergieSpeicherSymposiums am 28. Januar 2015 erstmals öffentlich vorgestellt.
CellFlux-Konzept: Ressourcengenügsam und optimal anpassbar
„Der Vorteil des CellFlux-Konzepts liegt in seiner großen Flexibilität hinsichtlich des Temperaturbereichs, der Skalierbarkeit des Speichers sowie der Kosteneffizienz des eingesetzten Speichermediums“, fasst Dr. Antje Wörner, Leiterin der Abteilung für Thermische Prozesstechnik des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik, zusammen. Als Speichermedium setzen die Wissenschaftler leicht erhältliche Feststoffe wie Ziegelsteine, Beton oder Basalt ein. Diese kosten nur einen Bruchteil der bisher in Wärmespeichern verwendeten Flüssigsalze oder Thermoöle.
Der CellFlux-Konzept basiert auf einzelnen Modulen, den sogenannten Zellen (cell) und passt sich so flexibel der jeweils erforderlichen Speicherkapazität an. Zunächst wird die Prozesswärme mittels eines Wärmeübertragers an ein Arbeitsmedium abgegeben, wie zum Beispiel Luft. Dieses Arbeitsmedium wird dann in einem geschlossenen Kreislauf durch einen Ventilator umgewälzt, strömt (flux) in den einzelnen Modulen durch das feste Speichermaterial und gibt die Wärme weiter. Der modulare Aufbau des Konzepts ermöglicht es auch, Wärmespeicher großer Kapazität kostengünstig zu realisieren.
Gemeinsame Zukunftsaufgabe: Flexibilisierung durch Energiespeicher
Flexible und wirtschaftliche Speicherlösungen für Strom und Wärme sind unabdingbar, um Energie möglichst effizient zu nutzen. Gleichzeitig sind sie eine Schlüsseltechnologie für die nachhaltige Umgestaltung unserer Energieversorgung: Denn mit ihrer Hilfe lassen sich Schwankungen bei der Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie überbrücken.
Mit dem Schwerpunkt „Flexibilisierung durch Energiespeicher“ brachte das vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik veranstaltete Stuttgarter EnergieSpeicherSymposium zum vierten Mal mehr als hundert Vertreter aus Wissenschaft und Industrie zusammen. Im Fokus standen in diesem Jahr die Themen Lastenausgleich, rechtliche Rahmenbedingungen, Anwendungsnetzwerke sowie derzeit verfügbare Speichertechnologien.
(Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR), 28.01.2015 – AKR)
