Energie – Sonne, Wind, Biomasse, Wasserkraft, Geothermie - η green
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Florian Bertsch ist wissenschaftlicher<br />
Mitarbeiter am Forschungs- und Testzentrum<br />
für Solaranlagen (TZS) des Instituts für<br />
Thermo dynamik und Wärmetechnik (ITW) der<br />
Universität Stuttgart. Dort beschäftigt er sich<br />
vorwiegend mit der thermochemischen<br />
Wärmespeicherung.<br />
Prinzip der hier untersuchten Wärmespeicherung<br />
beruht auf der exothermen Reaktion<br />
von Wasser mit Salz zu Salzhydrat<br />
und Wärme. Werden die beiden Edukte<br />
räumlich getrennt voneinander gelagert, ist<br />
die Wärmespeicherung nahezu verlustfrei<br />
über einen beliebig langen Zeitraum möglich.<br />
In den Sommermonaten kann die solarthermische<br />
Regeneration, also die energetische<br />
Beladung des chemischen Wärmespeichers,<br />
erfolgen. Ein mögliches Anlagenschema<br />
einer solaren Kombianlage mit chemischem<br />
Wärmespeicher ist in Abb. 5 dargestellt.<br />
Der chemische Wärmespeicher besteht<br />
aus einem Reaktor und einen Bevorratungsbehälter<br />
für hydratisiertes und dehydratisiertes<br />
Speichermaterial. Als Wärme<br />
0410<br />
Fazit<br />
quelle dient ein Kollektorfeld, das<br />
wahlweise den Kombispeicher aufheizt<br />
oder die für die Dehydratisierung des Speichermaterials<br />
im Reaktor benötigte Wärme<br />
liefert. Der Kombispeicher wird vor allem<br />
aus verfahrenstechnischen Gründen benötigt.<br />
Der chemische Reaktor kann so für<br />
eine konstante Wärmelast ausgelegt und<br />
Lastspitzen über den Kombispeicher abgepuffert<br />
werden. Soll bei nicht ausreichender<br />
solarer Strahlung Wärme in den Kombispeicher<br />
eingebracht werden, wird dem<br />
Reaktor Anhydrat aus dem Bevorratungsgehälter<br />
und Wasserdampf durch feuchte<br />
Zuluft aus der Umgebung oder durch eine<br />
interne Feuchtequelle wie z.B. Raumluft<br />
zugeführt. Die im Reaktor entstehende<br />
Reaktionswärme wird in den Kombispeicher<br />
abgeführt und das entstandene Hydrat<br />
getrennt vom Anhydrat in dem Bevorratungsbehälter<br />
aufbewahrt. Die Regeneration<br />
des Speichermaterials (Rückreaktion)<br />
erfolgt in den Sommermonaten.<br />
Theoretisch ist mit diesem Verfahren die<br />
Realisierung eines kompakten Wärmespeichers<br />
mit hohen physikalischen Speicherdichten<br />
von 200 bis zu 600 kwh/m³ möglich.<br />
Jedoch besteht ein großer Forschungs <br />
bedarf im Bereich der Speichermaterialien<br />
und der Systemtechnik. Der Bau und die<br />
Validierung des dargestellten Verfahrenskonzepts<br />
anhand einer Demonstrationsanlage<br />
sind für das Jahr 2011 am ITW geplant.<br />
Literatur beim Autor<br />
● bertsch@itw.unistuttgart.de<br />
Die dargestellten Forschungsaktivitäten im Bereich innovativer neuer Speichertechnologien<br />
zeigen die Vielfalt, aber auch die Komplexität dieser neuen Verfahren<br />
auf. Nach wie vor besteht ein großer Forschungsbedarf bei den Speichermaterialien<br />
für die verschiedenen Speichersysteme. Derzeit sind in Europa einige<br />
wenige Demonstrationsanlagen in der Projektierungsphase und werden bis Ende<br />
2012 errichtet sein. Um diesen Prozess zielgerichtet voranzutreiben, sind weitere<br />
Investitionen in der Forschung und (weiter)Entwicklung dieser neuen, viel<br />
versprechenden Speichertechnologien zwingend erforderlich. Nur unter diesen<br />
Bedingungen sind die bis 2030 gesetzten europäischen Ziele, den solaren<br />
Deckungsanteil im Gebäudebestand auf 50 %, bei Neubauten auf 100 % zu steigern,<br />
erreichbar.<br />
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