Experimentelle Demonstration eines Hochtemperatur-Wärmespeichers mit Flüssigmetall für industrielle Anwendungen

Die zunehmende Integration von erneuerbaren Energien in der Industrie erfordert Speichermethoden um die Differenz zwischen dem fluktuierenden Angebot und der Nachfrage auszugleichen. Im Bereich von Hochtemperaturprozessen versprechen Flüssigmetall-basierte Wärmespeicher eine attraktive Alternative zu sein, da sie prinzipiell in der Lage sind Betriebstemperaturen von über 1000 °C zu erreichen und gleichzeitig sehr hohen Wärmeübergangkoeffizienten aufweisen. In früheren Arbeiten wurde die Machbarkeit eines mit Flüssigmetall betriebenen Schüttbettwärmespeichers bereits im Labormaßstab experimentell demonstriert.

In dem Projekt THERMIA wird ein Hochtemperatur-Wärmespeicher mit einer thermischen Speicherkapazität von 100 kWh experimentell untersucht. Der DUO-LIM (DUal-Media thermocline energy stOrage with LIquid Metal) Wärmespeicher beruht auf dem Prinzip eines Festbettspeichers. Hierbei wird die Wärme hauptsächlich innerhalb von festen Zirkonium-Silikat Partikeln gespeichert. Das thermische Laden und Entladen dieser Partikel erfolgt unter Verwendung von Flüssigmetall (eutektisches Blei-Bismut: LBE) als Wärmeübertragungsmedium. Mithilfe sogenannter Thermoelement-Lanzen kann das im Speicher vorliegende Temperaturprofil gemessen werden und dadurch die thermischen Vorgänge im Speicher untersucht werden, beispielsweise unter Variation der Eintrittsmassenströme und -temperaturen.