Entwicklung einer Auslegungsmethode für die Dimensionierung und Integration thermischer Energiespeicher in einen Kraftwerksprozess [Schneider, C.]

Allgemeine Informationen

Projektnummer	61007401
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

Inhaltliche Projektbeschreibung

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.

Projektverweise

Weitere Daten

• Ansprechpartner

  • Herr Prof. Alexander Kratzsch (Projektleitung)
  • Frau Vivien Müller-Seelig
  • Herr Clemens Schneider

• Fördermittelgeber

  • 100231936 - ESF/SAB Nachwuchsforschergruppe 2015 - 2018; Graduiertenkolleg
  
  
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• Finanzierung

  • 1.113.000,00 €