Entwicklung eines ortsaufgelösten Simulationsmodells für sensible Feststoffwärmespeicher

Abstract

Die fortschreitende Integration erneuerbarer Energien, insbesondere aus volatilen Quellen wie Sonnen- und Windenergie, konfrontiert das Energiemanagement mit neuen Herausforderungen. Während konventionelle Kraftwerke bedarfsgerecht gesteuert werden können, ist die Energieerzeugung durch erneuerbare Quellen stark von den Umgebungsbedingungen abhängig. Um eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten, werden Energiespeicher benötigt, die überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein ortsaufgelöstes Modell eines sensiblen Feststoffwärmespeichers des Unternehmens EnergyNest entwickelt, welches mit geringer Rechenleistung die transiente örtliche Temperaturverteilung des Speichers abbilden kann. Die Geometrie des Speichers wird hierfür abstrahiert und mittels der Finite-VolumenMethode modelliert. Im Anschluss erfolgt eine Validierung des Modells anhand von Messdaten sowie eine Vereinfachung für spezifische Betriebszustände. Schließlich wird das Speichermodell in ein Gesamtsystemmodell in der Software YACOP integriert, um dessen Einsatzfähigkeit für die techno-ökonomische Bewertung zu demonstrieren.