Wärme speichern auf hohem Niveau
Hochtemperatur Wärmespeicher
Wärme wird in nahezu allen industriellen Prozessen als so genannte Abwärme freigesetzt. Diese kann bei kontinuierlicher Prozessführung dem Prozess an anderer Stelle über Wärmeübertrager wieder zugeführt werden. Bei diskontinuierlichen Prozessen hingegen wird ein Speicher zur Abwärmenutzung benötigt. Darüber decken Speicher Leistungsspitzen und ermöglichen einen zeitlichen Ausgleich zwischen Wärmeangebot und Wärmebedarf. Typische Speichertemperaturen liegen im Bereich von ca. 200 bis zu 1.500 °C und damit deutlich über dem bisher betrachteten Temperaturniveaus. Die ausgeführten Hochtemperaturwärmespeicher in der Industrie dienen üblicherweise der kurzzeitigen Speicherung mit vergleichsweise hoher Zyklenzahl von 10 bis 20 Zyklen pro Tag. Zu den für den Einsatz von Hochtemperaturwärmespeichern geeigneten Industriebranchen zählen:
- Eisen- und Stahlerzeugung,
- Aluminiumhütten und -gießereien,
- Glas- und Keramikherstellung,
- Textil- und Papierverarbeitung
Winderhitzer im Landschaftspark Duisburg-Nord (Quelle: KDS)
Ein zukünftig wichtiger werdender Einsatzbereich für Hochtemperaturwärme- speicher sind solarthermische Kraftwerke für die Strom- und Prozesswärme- erzeugung. Wärmespeicher ermöglichen den Ausgleich von Schwankungen im solaren Energieangebot sowie eine Ausdehnung der Betriebszeit über die Sonnenscheindauer hinaus. Im südeuropäischen Raum kann mit einer Speicherkapazität von 5-6 Betriebsstunden die Auslastung eines Parabolrinnen- kraftwerks von 2.000 auf etwa 4.000 Volllastbetriebsstunden annähernd verdoppelt werden.
Speichermedien
Die Ausführung des Speichers und die Wahl des Speichermediums werden vom verwendeten Wärmeträger und dem Temperaturbereich des Prozesses beeinflusst. Im Temperaturbereich von 200 bis 600 °C eignen sich folgende feste und flüssige Speichermedien:
a) Feststoffe
- Gesteinsschüttungen ( z. B. Granit)
- Gusseisenplatten
- Sand oder Beton
- Natriumchlorid (NaCl)
b) Flüssigkeiten
- Wasser unter hohem Druck (10-100 bar)
- Thermoöle
- Synthetiköl bis 390 °C (15 bar)
- Salzschmelzen
- Natrium
Quelle Text und Fotos: BINE Informationsdienst Konzepte für prima Klima … lesen Sie weiter im nächsten Kapitel.
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