Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (Deutschland)

Gegenstand dieses Projekts ist ein neues Konzept zur Speicherung thermischer Energie, das Wärmeübertragung und Speicherleistung voneinander trennt. Dabei kommen Schneckenwärmetauscher (rotierende Rohre) zum Einsatz, die ein Phasenwechselmaterial (PCM) zwischen zwei Behältern transferieren. Dampf oder ein anderes heißes Wärmeübertragungsmedium aus dem CSP-Kraftwerk strömt durch die Rohre, wobei latente, fühlbare Wärme an das Phasenwechselmaterial abgegeben wird, das dadurch schmilzt. Die so gespeicherte Energie wird wieder freigesetzt, indem die Schneckenwärmetauscher in umgekehrter Richtung betrieben werden und dabei ein anderes Medium die Wärme abführt, wodurch das Phasenwechselmaterial wieder fest wird.

Universität South Florida, Forschungszentrum für saubere Energie (USA) und Madrider Institut für weiterführende Studien IMDEA - Energie (Spanien)

In diesem Projekt soll eine neue Generation von Phasenwechselmaterialien (PCMs) entwickelt werden mit dem Ziel, die Leistung thermischer Energiespeicher bei CSP-Kraftwerken zu erhöhen. Ein heißes Medium aus einem CSP-Kraftwerk wird in einen Behälter geleitet, in dem sich kleine PCM-Pellets mit einer Spezialbeschichtung befinden. Dabei wird latente Wärme an die Pellets abgegeben, die dadurch in den flüssigen Zustand übergehen. Um den zur Stromerzeugung benötigten Dampf zu erzeugen, wird im nächsten Schritt ein Kühlmedium durch den Behälter geleitet. Dadurch wird das PCM wieder fest und gibt Wärme ab, die dem Kraftwerk zur Verfügung steht.

Universität Nottingham (Großbritannien)

Mit diesem Projekt soll der Durchbruch bei der Speicherung thermischer Energie gelingen. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines reversiblen chemischen Prozesses, mit dem über CSP-Anlagen gesammelte Wärme absorbiert und wieder freigesetzt werden kann. Die Absorption der Wärme erfolgt unter Verwendung von Magnesiumhydrid, das in Magnesium und Wasserstoff gespalten wird. Zur Stromproduktion werden beide Elemente wieder zusammengeführt. Mit der dabei freigesetzten Solarwärme kann Dampf für die Turbinen erzeugt werden. Zur Demonstration dieser Technologie soll ein Prototyp dieses thermischen Energiespeichers in einem Maßstab von eins zu zehn gebaut werden.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (Deutschland)

Die Forschungsarbeit auf dem Gebiet innovativer Energiezellen konzentriert sich auf die Speicherung von Solarenergie als Hochtemperaturwärme in festen Materialien wie beispielsweise Stein und Beton. Das CellFlux-Modul nutzt die von einem Solarkraftwerk bereitgestellte thermische Energie als fühlbare Wärme in einem zweistufigen Prozess. Die Wärme aus der CSP-Anlage wird mittels Fluiden durch Wärmetauscher in einen geschlossenen Luftkreislauf und von dort in das Speichermaterial geleitet. Durch Umkehrung dieses Prozesses kann bedarfsgerecht Energie zur Stromerzeugung bereitgestellt werden. Zunächst sind Tests mit einer Pilotzelle (500 kWh) geplant. Die Anlage kann bei entsprechender Dimensionierung später auch von Versorgungsunternehmen genutzt werden.

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung - IFAM und Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH (Deutschland)

Mit dem Ziel dieses Projekts, nanostrukturierte Hydrid-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe erstmals zur Wärmespeicherung einzusetzen, wird ein wichtiger, richtungweisender Schritt vollzogen. Die Hinzugabe von Kohlenstoff zu Metallhydriden beschleunigt einen zweistufigen chemischen Umwandlungsprozess, bei dem die über ein Solarkraftwerk gewonnene thermische Energie zunächst gespeichert und anschließend zur Stromerzeugung genutzt wird. Die Anlage umfasst zwei mit dem Verbundwerkstoff gefüllte Speicherbehälter. Über den zwischen diesen Behältern transferierten Wasserstoff wird je nach Bedarf durch chemische Reaktion mit dem Verbundwerkstoff Wärmeenergie absorbiert oder freigesetzt.