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Projektnummer | 61007401 |
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Projekttitel laut Förderbescheid | Entwicklung einer Auslegungsmethode für die Dimensionierung und Integration thermischer Energiespeicher in einen Kraftwerksprozess |
Akronym | Zukunftssichere Stromerzeugung |
Projektlaufzeit | 12.06.2015 - 31.07.2018 |
Forschungsschwerpunkt | Energie und Umwelt |
Projektkategorie | Forschung |
Grundeinheit | Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik |
Größere Differenzen zwischen Energiebereitstellung aus alternativen Quellen und den Energiebedarf führen zu hohen dynamischen Anforderungen im Hinblick auf die Laständerungsgeschwindigkeiten sowie die erforderliche Mindestlastabsenkung an die bestehenden thermischen Kraftwerksanlagen. Neben der Trockenbraunkohletechnologie besteht im Einsatz thermischer Energiespeicher in bestehenden thermischen Kraftwerken hohes Potential zur Flexibilisierung dieser Anlagen, um den Ausbau der „Erneuerbaren Energiequellen“ weiterhin technisch umzusetzen. In diesem Vorhaben werden Beiträge für die Entwicklung einer allgemeingültigen Auslegungsmethode unter Verwendung von Kenngrößen für die Dimensionierung und Integration von thermischen Energiespeichern in einen thermischen Prozess entwickelt.
Das Vorhaben liefert einen Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen (z.B. Braunkohle) und zur Vermeidung klimaschädlicher Gase. Insbesondere der sparsame und optimierte Einsatz des Primärenergieträgers Braunkohle liegt im gesamtgesellschaftlichen Interesse. Ein reduzierter Kohleeinsatz bei maximierter Energieausbeute sorgt u. a. dafür, dass die bisher erschlossenen Tagebaugebiete die bestehenden Kraftwerksanlagen länger mit Kohle versorgen können. Dadurch besteht die Option, dass die gesellschaftliche Akzeptanz für die Verstromung von Braunkohle steigt.
Weiterhin liefert das Vorhaben einen Beitrag zur Sicherung der Stabilität der Energieversorgung in Deutschland. Die Steigerung der Flexibilität thermischer Kraftwerksanlagen gestattet es, schneller auf Laständerungsanforderungen im Netz zu reagieren. Dadurch wird ein weiterer Ausbau erneuerbarer Energien möglich bei gleichzeitiger Gewährleistung der Versorgungssicherheit mit Elektroenergie.
Im Rahmen des Vorhabens erfolgte die Analyse des Lastganges der Regelzone des Übertragungsnetzbetreibers 50-Hertz. Darin wurde aus der Regelzonenlast und der volatilen Einspeisung aus Photovoltaik und Windstrom die Residuallast abgeleitet, welche durch konventionelle Anlagen kompensiert werden muss. Zusammen mit der Kraftwerksliste der Regelzone wurde der Residuallastverlauf skaliert auf ein 1 GW-Referenzkraftwerk, um die Potenziale der Einbindung eines thermischen Energiespeichers zu analysieren.
Erforderliche Größen eines solchen Energiespeichers wurden im Hinblick auf technische und marktspezifische Aspekte für unterschiedliche Szenarien analysiert.
Unter Verwendung eines Simulationsmodells eines Referenzkraftwerkes erfolgte die Ableitung der thermodynamischen Randbedingungen für den Speichereinsatz und -betrieb. Diese Randbedingungen wurden genutzt um für die Versuchsanlage THERESA den Betrieb eines Speichers bezogen auf das Referenzkraftwerk zu skalieren.
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