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Innovativer Tank zur Speicherung von thermischer Solarenergie könnte Akzeptanz erhöhen

Konzentrierte Solarenergie gilt als eine der vielversprechendsten, aber dennoch komplexesten Möglichkeiten zur Nutzung und Speicherung von Sonnenenergie. Das Projekt TANKRETE fand eine Lösung, um die Kosten des Baus und Betriebs von entsprechenden konzentrierenden Solarkraftwerken zu senken.

Energie

Konzentrierte Solarenergie macht von einer Spiegelkonfiguration Gebrauch, bei der die Lichtenergie auf einen Empfänger konzentriert und in Wärme umgewandelt wird. Diese wird dann für industrielle Prozesse oder für den Antrieb einer Turbine verwendet. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Quellen wie Windkraft kann hier bedarfsabhängig Strom erzeugt werden, da die Anlage mit Wärmeenergiespeichersystemen ausgestattet werden kann. Diese Technologien werden jedoch noch nicht weitreichend genutzt, was vor allem auf die derzeit hohen Kosten für solarthermisch erzeugten Strom zurückzuführen ist. Das EU-Projekt TANKRETE stellte sich dieser Herausforderung und führte eine Machbarkeitsstudie für einen innovativen Tank zur Speicherung von thermischer Solarenergie durch. Dieser ist 20 % günstiger als aktuell auf dem Markt erhältliche Tanks und ist zudem langlebiger. „TANKRETE wird zur Senkung der Bau-, Betriebs- und Verwaltungskosten beitragen und dabei gleichzeitig die Erzeugung von konzentrierter Solarenergie effizienter gestalten“, sagt David Ramírez Bertelli, technischer Direktor des spanischen Ingenieurunternehmens Increscendo, welches das Projekt durchgeführt hat. „Es wird einen positiven Einfluss auf die Dekarbonisierung der Energiewirtschaft der EU haben und zu einer saubereren, sicheren und kostengünstigen Energieversorgung entsprechend dem europäischen Grünen Deal beitragen.“ Gängige Stahltanks, welche die in Kraftwerken mit konzentrierter Solarenergie verwendeten geschmolzenen Salze enthalten, sind teuer. Außerdem sind sie trotz ihrer eigentlichen Haltbarkeit von 25 Jahren häufig unzuverlässig, da die Stahlplatten und Schweißnähte korrodieren und sich bei hohen Temperaturen Risse bilden. Ferner setzen sich die Lehmfundamente mit der Zeit, wodurch die geschmolzenen Salze auslaufen. „Bei den ersten Anlagen treten langsam strukturelle Probleme auf, was zu Stillständen führt, die fast ein Jahr dauern können“, sagt Ramírez.

Multifunktionale Tanks

Die neuen Schmelzsalztanks von TANKRETE können zylinder- oder prismaförmig sein und ruhen auf einem isolierenden Fundament aus patentiertem Wärmebeton. Im Fundament befinden sich Luftkammern, die den Energieverlust mindern. Die Dicke und Steifheit ist stabiler und nicht korrosionsanfällig, so Ramírez. Das Design des Tanks hat das Interesse von führenden Akteuren im Energiesektor geweckt, darunter Aalborg aus Dänemark, Acciona und Abengoa aus Spanien sowie Supcon und Power China aus China. Ramírez wurde zur Konferenz CSP Focus Innovation im Oktober eingeladen, auf der er die Tanks vorstellen soll. Increscendo hat sich an Ausschreibungen beteiligt, um seine Tanks in verschiedenen Projekten für konzentrierte Solarenergie in China und Saudi-Arabien zu installieren. Die Tanks könnten auch außerhalb des Sektors für konzentrierte Solarenergie in allen Anlagen zum Einsatz kommen, die thermodynamische Prozesse bei hohen Temperaturen nutzen. Sie ließen sich in Fabriken jeglicher Größe integrieren, sowohl in der Luft als auch unter der Erde, auch wenn sie bereits in Betrieb sind. „Mit unseren ‚Aggregaten‘ kann Wärmeenergie gespeichert und anschließend für andere Prozesse genutzt werden“, sagt Ramírez. „Diese Energie könnte zum Beispiel ‚Abfallenergie‘ sein, die von der Anlage über Schornsteine oder Öfen erzeugt wird.“ Auch dank des kommerziellen Interesses, das während des Projekts aufgekommen ist, erwartet Increscendo eine Umsatzsteigerung von 0,4 Mio. EUR (2018) auf fast 131 Mio. EUR (2026). Außerdem soll die Personalzahl von 3 auf 20 Angestellte erhöht werden. „Das TANKRETE-Projekt hat uns die einzigartige Chance geboten, die Investitionen zu nutzen, die wir brauchten und die uns die Märkte nicht bieten konnten“, so Ramírez abschließend.

Schlüsselbegriffe

TANKRETE, konzentrierte Solarenergie, Energie, konzentrierende Solarkraftwerke, Wärmeenergiespeichersysteme, Schmelzsalztanks, Wärmebeton

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21 Oktober 2020