Forschungsthema 2009:
Wärmespeicherung für konzentrierte Sonnenenergie (CSP)
Die CSP-Technologie (Concentrating Solar Power) basiert auf einer erneuerbaren, nachhaltigen Ressource und ist CO2-frei. Sie reduziert den Verbrauch von fossilen Brennstoffen wie Öl und Erdgas massiv und fördert die lokale Herstellung von sauberer Energie.
CSP ist die günstigste Technologie, mit der sich Sonnenenergie in Strom umwandeln lässt. In Verbindung mit der Speicherung von Wärmeenergie besitzt sie großes Potenzial: So ist sie außerdem verfügbar, wenn man sie braucht, und das zu einem erschwinglichen Preis.
Das Problem der unregelmäßigen Versorgung bei anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind stellt sich somit nicht mehr. Daher werden CSP kombiniert mit Wärmespeicherung im Energiemix der Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
Die Wärmespeicherung in CSP-Systemen beruht hauptsächlich auf den Eigenschaften des Wärmeträgermediums und der Betriebstemperatur, doch auch andere Faktoren wie die Anlagengröße haben einen gewissen Einfluss.
Wärmeträgermedien sind:
- Dampf in Turm- und Rinnenkraftwerken
- Mineralöl in den meisten Parabolrinnenkraftwerken
- Nitratsalzschmelzen in Turmkraftwerken
Die Betriebstemperatur für Dampf ist begrenzt. Salzschmelzen und Öle zersetzen sich bei hohen Temperaturen, wobei Salzschmelzen und Dampf die höchsten Temperaturen erreichen, darunter Nitratsalze ca. 565° C.
Wichtige Entwicklungsbereiche bei CSP-Wärmespeichersystemen sind das Speichermedium selbst, Materialien und Dämmung der Speichertanks sowie die Integration und Optimierung des Gesamt-Systems.
Bestehende CSP-Systeme verwenden flüssige oder feste Stoffe, um Energie zu speichern. Bei der so genannten SHS-Methode (Sensible Heat Storage) können Temperaturveränderungen gemessen oder "gefühlt" werden. Alternativen könnten die Speicherung latenter Wärme (Latent Heat Storage) mithilfe von Phasenumwandlungsmaterialien oder die Wärmespeicherung durch umkehrbare chemische Reaktionen sein.
Die Entwicklung der CSP-Technologie wird Zeit in Anspruch nehmen: Untersucht werden müssen Aspekte der Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit, der Gesundheit und Sicherheit sowie der Integration. Zu berücksichtigen sind dabei Faktoren wie Temperaturen, Energiekapazitäten, Entladungseigenschaften und Reaktionszeiten.
Ziel dieser Ausschreibung war es, Forschungsprojekte zu unterstützen, die sich auf innovative Wärmespeicherung für CSP-Systeme für den kommerziellen Gebrauch in Kraftwerken konzentrieren. Die erfolgreichen Projekte sollen zur besseren Umsetzung und zum Erfolg der CSP-Technologie beitragen.
E.ON wird durch die Internationale Forschungsinitiative (IRI) bis zu zehn Stipendien vergeben und dafür eine Gesamtsumme von 6 Millionen Euro zur Verfügung stellen.
