2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16783Die verstärkte Nutzung von Windkraft- und Solaranlagen zur Stromerzeugung im Rahmen der Energiewende erfordern Maßnahmen zur Flexibilisierung des elektrische Energiesystems. Eine effektive Möglichkeit ist der Ausbau der Speicherkapazität für elektrische Energie. Die derzeit verfügbaren Speichertechnologien sind allerdings teuer (Batterien), nur begrenzt ausbaufähig (Pumpspeicherkraftwerke) oder haben einen geringen Wirkungsgrad (Wasserelektrolyse). Die Speicherung der Energie erfolgt in Form von Hochtemperatur-Wärme in einer Steinschüttung. Luft wird als Arbeitsmedium zum Ein- und Ausspeichern der thermischen Energie verwendet. Die Umwandlung der elektrischen Energie in thermische Energie erfolgt über eine elektrische Heizung, die Rückverstromung über einen Dampfkraftprozess. Für die Versuchsanlage wird ein Wirkungsgrad von 25% und eine elektrische Speicherkapazit at von 30MWh, bei einer Ausspeicherleistung von 1,5MW angestrebt. Vorteile der Technologie sind geringe Kosten, ein hohes Ausbaupotential und niedrige Umweltauswirkungen. An der TUHH werden CFD-Simulationen zur detaillierten Betrachtung des Druckverlustes und Wärmetransportes im Speicher, sowie Systemsimulationen zur Abbildung der Dynamik der Speicheranlage und zur Bewertung der Einsatzmöglichkeiten im Energieversorgungssystem entwickelt.The intensive usage of wind and solar power in the energy system leads to a growing demand for energy storage. The currently available storage technologies are expensive (batteries), have a limited development potential (hydropower) or a low power-to-power efficiency (electrolysis). The energy is stored as thermal energy in a packed bed of natural rock. Air is used as heat transfer fluid for the charging and discharging process. The conversion of electrical energy in thermal energy is done with a electric heater and a conventional steam cycle is used to regenerate electricity. For the pilot plant with an electric storage capacity of 30 MWh and a discharge power of 1,5 MW an efficiency of 25% is aimed for. Advantages of the technology are low costs, high development potential and low environmental effects. At the TUHH CFD Simulation is used for the detailed analysis of the pressure drop and heat transfer inside the packed bed. System simulation is used to assess the dynamics of the overall storage system and to evaluate the application options in the energy system.Verbundvorhaben: Future Energy Solution (FES) - Entwicklung eines kostengünstigen Massenenergiespeichers für die erneuerbaren Energien, Teilvorhaben: Detaillierte Untersuchung der Thermofluiddynamik eines heterogenen thermischen Schüttgutspeichers ..Future Energy Solution (FES) -- Development, Construction and Operation of a novel Power-to-Heat-to-Power Energy Storage System