Aufbau einer Versuchsanlage zur thermochemischen Energiespeicherung für konzentrierende solarthermische Kraftwerke

Kurzfassung

Für den wirtschaftlichen Erfolg solarthermischer Kraftwerke sowie für die Senkung der Produktionskosten in industriellen Prozessen durch gezielte Nutzung der Abwärme sind effiziente und kostengünstige Hochtemperatur-Wärmespeicher notwendig. Die hier betrachteten Thermochemische Energiespeicher basieren auf reversiblen Gas-Feststoff- Reaktionen, welche sich durch hohe erzielbare Speicherdichten auszeichnen. Für konzentrierende solarthermische Anwendungen bietet sich hierbei die chemisch reversible Redox-Reaktion zwischen Metalloxiden und Sauerstoff als hervorragendes thermochemisches Speichermaterial im Hochtemperaturbereich an. Bei der vorliegenden Arbeit wird über den Aufbau einer Versuchsanlage zur thermochemischen Energiespeicherung durch die Oxidation von Mangan- und Eisenoxide berichtet. Ein beachtliches Merkmal ist die Umsetzung eines Wanderbettes im Reaktor wodurch eine vollständige Oxidation des Schüttgutes erzielt werden soll. Es wird über die Auslegung und Konstruktion eines Reaktors für den Laborbedarf geschrieben. Anschließend erfolgen die Montage der Reaktorkomponenten und die Installation der Mess- und Regelungstechnik. Als Schüttgut werden Mangan-Eisen-Oxid-Verbindungen eingesetzt. Anhand von begleiteten Vorversuchen wird die Auswahl einer solchen Versuchsanlage dargelegt.