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ThermalBattery™ FAQ: Häufig gestellte Fragen

Wie funktioniert eine ThermalBatteryTM?
Energie in Form von Wärme wird mithilfe einer Wärmeträgerflüssigkeit (Heat Transfer Fluid: HTF) auf die ThermalBatteryTM übertragen. Die HTF kann im Prinzip jede Flüssigkeit mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften sein. In den meisten Fällen ist dies entweder Thermalöl oder Wasser/Dampf. Die Wärme der HTF wird über eingegossene U-förmige Wärmetauschrohre aus Kohlenstoffstahl an das Festkörperspeichermaterial HEATCRETE® übertragen. Es besteht kein direkter Kontakt zwischen der Wärmeträgerflüssigkeit und HEATCRETE® – die Wärmeübertragung erfolgt ausschließlich über die Stahlrohre des Wärmetauschers. Die Konstruktion des Wärmespeicherelements mit U-Rohren gewährleistet, dass die thermischen Spannungen in axialer Richtung minimiert werden. Die thermischen Elemente umfassen auch einen Stahlmantel, der drei Funktionen erfüllt: Er ist eine dauerhafte Gussform, eine externe Verstärkung, die das Risiko von Abplatzungen oder Rissen verringert, und ein HTF-Rückhaltesystem (für den sehr unwahrscheinlichen Fall einer HTF-Leckage im Inneren des Elements).
Wodurch unterscheidet sich ENERGYNEST von elektrochemischen Batterien?
Elektrochemische Batterien, wie Lithium-Ionen- und Bleibatterien, benötigen Strom zum Laden, während die ENERGYNEST ThermalBatteryTM mit Wärme geladen wird. Das bedeutet, dass die ThermalBatteryTM für Anwendungen (wie etwa Kraft-Wärme-Kopplung) eingesetzt werden kann, die mit elektrochemischen Batterien physikalisch nicht möglich sind. Darüber hinaus hat die ThermalBatteryTM eine wesentlich längere Lebensdauer, weist nahezu keine Leistungseinbußen auf und besteht aus vollständig recycelbaren Materialien. Diese Materialien bestehen in erster Linie aus Stahl und Beton, also aus günstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen. Aus diesem Grund ist das System wesentlich kostengünstiger als Batterien.
Wer ist für den Bau der ThermalBatteryTM verantwortlich?
Wir bieten unseren Kunden die für ihre Situation günstigste Option an, die in der Regel eine der folgenden ist: Der Kunde bringt seinen EPC-Anbieter mit und ENERGYNEST berät vor Ort, um ihn beim Bau der ThermalBatteryTM zu begleiten. Oder wir gestalten zusammen mit einem unserer internationalen EPC-Partner eine passende, schlüsselfertige Lösung für unsere Kunden.
Wie wird die Qualität des Systems sichergestellt?
Wir arbeiten nur mit nach ISO 9001:2015 zertifizierten Lieferanten und Partnern zusammen, die ein Höchstmaß an Vertrauen in unsere Produkte und Dienstleistungen setzen. Darüber hinaus führen wir gemeinsam mit zertifizierten Stellen 2nd-Party-Audits und eine Vor-Ort-Überwachung in den kritischen Phasen des Bauprozesses durch.
Wie lang ist die Vorlaufzeit für die Installation einer ThermalBatteryTM? (Annahme: Lieferung der Materialien + Bau)
Drei Monate nach Abschluss des ThermalBatteryTM-Projekts sind die Schlüsselkomponenten bereit für den Transport zur Baustelle. Die Dauer des Transports zur Baustelle hängt sehr stark vom Standort des Projekts ab: von einer Woche bei einem europäischen Projekt bis zu einem Monat, wenn es sich um ein Projekt in Übersee handelt. Die Dauer des Bauprozesses hängt von der Größe des Speichers ab. Ein guter Richtwert sind drei Monate für ein kleines Projekt – von den Bauarbeiten bis zur kalten Inbetriebnahme – und sechs Monate für ein größeres Projekt.
Wie hoch sind die mit dem Bau einer ThermalBatteryTM verbundenen Kohlenstoffemissionen?
Die Emissionen sind in hohem Maße von den jeweiligen Umständen abhängig und können von einem Projekt zum anderen variieren. Sicher ist, dass die Auswirkungen im Allgemeinen nicht wesentlich größer sind als die von Zement. Bei einer konservativen Schätzung würden die Gesamtemissionen bei 15 kg pro kWh Speicherkapazität liegen. Vergleicht man diese Zahl mit etwa 300 g CO2 pro kWh aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, so wird deutlich, dass sich die CO2-Schuld für eine ThermalBatteryTM in weniger als zwei Monaten amortisiert hat. Daher wird die ENERGYNEST ThermalBatteryTM ihre CO2-Schuld sehr schnell ausgleichen – und zwar unabhängig von der Art des Projekts. Die ENERGYNEST ThermalBatteryTM stellt somit eine intelligente und kosteneffiziente Lösung zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen in wärmeintensiven Industrien und bei der Stromerzeugung dar.
Wie können in Industrieanlagen Einsparungen erzielt und die Kohlenstoffemissionen reduziert werden?
Die ENERGYNEST-Projektentwickler beginnen damit, die Prozessdaten der Anlagen auszuwerten. Dazu gehört die Analyse der verschiedenen Wärmequellen und Wärmesenken in Bezug auf Temperatur, Druck und Durchflussmengen. In vielen Industrieanlagen gibt es Prozesse, deren Energieerzeugung und -verbrauch entweder lückenhaft oder stark schwankend sind. Indem ENERGYNEST thermische Energie aus Hochtemperatur-Abwärmequellen zurückgewinnt, speichert und zu einem späteren Zeitpunkt in nachgelagerte Prozesse einspeist, eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten der Abwärmenutzung: Anstatt fossile Brennstoffe zu verbrauchen, um die benötigte Wärme zu erzeugen, kann die Industrie einfach auf gespeicherte Wärmeenergie zurückgreifen. Die Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe ermöglicht eine entsprechende Reduzierung der Kohlenstoffemissionen. Die ThermalBatteryTM ermöglicht den Betreibern von Industrieanlagen also ein optimales Management ihres Energieverbrauchs.
Welche Art von Einnahmemöglichkeiten können für unabhängige Stromerzeuger geschaffen werden?
Die ThermalBatteryTM ist die ultimative Flexibilitätslösung für Wärmekraftwerke. Sie kann direkt in bestehende Dampfkreisläufe integriert werden und bietet so einen Dampfspeicher zwischen Kessel und Turbine. Dies ermöglicht es den Betreibern, ihren Kessel kontinuierlich zu nutzen und gleichzeitig die elektrische Leistung nach Bedarf zu erhöhen oder zu reduzieren. Je nach Situation kann die Reaktionszeit des Systems auf weniger als 7 Sekunden gedrosselt werden. Dies macht die ThermalBatteryTM zu einer perfekten Lösung, um thermische Kraftwerke mit der notwendigen Flexibilität auszustatten, auf primäre Frequenzänderungen reagieren zu können. Die ThermalBatteryTM kann also für eine kurze oder lange Reaktionszeit ausgelegt werden – je nachdem, was den größten Nutzen auf den Strommärkten bringt.
Wie viel kostet die ThermalBatteryTM?
Die Materialkosten für unsere Basisspeichermodule hängen von der tatsächlichen Speicherkapazität sowie den individuellen Projektbedingungen ab. Dazu gehören das Speichermedium, dessen Umhüllung und die Mittel zur Einspeisung und Entnahme von Wärme aus dem Medium. Außerdem sind die lokalen EPC-Kosten zu berücksichtigen, die von Projekt zu Projekt erheblich variieren können. Die Gesamtkosten des Systems unterscheiden sich daher je nach Größe, Funktionalität, Unterkomponenten sowie geografischem Standort.
Welche Temperaturen kann die ThermalBatteryTM bewältigen?
Unser Speichermaterial HEATCRETE® wurde bei Temperaturen von bis zu 550°C getestet und gewährleistet bis zu 450°C eine einwandfreie Funktion.
Wie widersteht die ThermalBatteryTM der Belastung durch thermische Ausdehnung?
Das Speichermaterial ist so konzipiert, dass es einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die eingegossenen Kohlenstoffstahlrohre hat.
Wie viele Lade-/Entladezyklen kann die ThermalBatteryTM bewältigen?
Bei täglicher Beanspruchung würde eine ThermalBatteryTM in 50 Jahren Betrieb weniger als 20.000 Zyklen durchlaufen. Da die Belastungswerte weit von den Versagenswerten für Beton entfernt sind, stellen Spannung und Ermüdung für unser ThermalBatteryTM-System selbst bei 10.000 - 20.000 Zyklen keine Probleme dar.
Nimmt die Leistung der ThermalBatteryTM mit der Zeit ab?
Die ThermalBatteryTM selbst weist während des Betriebs keine Leistungseinbußen auf, da das System vollständig aus langlebigem Beton und Stahl besteht und somit Zehntausende von Belastungszyklen aushalten kann. Alle Materialien werden innerhalb von Grenzwerten eingesetzt, die ihre Funktionsfähigkeit für bis zu 50 Jahre gewährleisten.
Wie werden technische Risiken minimiert?
ENERGYNEST hat die ThermalBatteryTM so konzipiert, dass sie die geringstmöglichen technischen Risiken aufweist. Unsere Technologie wurde einer Vielzahl von Tests unterzogen – sowohl im Labor als auch in realen Pilotanlagen – und von unabhängigen Prüfern zertifiziert. Daten zur genauen Materialleistung können auf Anfrage mitgeteilt werden. Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht es, bei Materialfehlern oder Unvorhergesehenem schnell zu handeln, indem der betroffene Teil des Speichers abgeschaltet wird.
Wie hoch sind die Wärmeverluste im Laufe der Zeit?
Die thermischen Verluste betragen bei Großprojekten weniger als 2 % über 24 Stunden. Bei kleineren Projekten sind die Verluste etwas höher, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zunimmt.
Welche Wartung ist für die ThermalBatteryTM erforderlich?
Die ThermalBatteryTM ist sehr wartungsarm, da es außer einigen Regelventilen an der Rohrleitungsschnittstelle zur Anlage keine beweglichen Teile gibt.
Wie schnell kann die Batterie reagieren?
Die ENERGYNEST ThermalBatteryTM kann sehr schnell reagieren und bietet alles vom kurzfristigen Frequenzgang (30 Minuten Laden/Entladen) bis hin zu längeren Zyklen über mehrere Tage hinweg.
Wie wird die Leistung der ThermalBatteryTM gemessen?
Die Leistung der ThermalBatteryTM basiert auf Messungen der HTF-Einlass- und -Auslasstemperatur und des Massenflusses durch das System. Diese Parameter ermöglichen eine genaue Leistungsüberwachung. Im Falle von Wasser/Dampf wird die Leistung auf  Grundlage des Massenflusses des Fluids in flüssiger Form (Wasser) oder in Form von Dampf  in Kombination mit Temperatur und Druck gemessen.