Verbundvorhaben: VeNiTe - Entwicklung von Verfahren für thermische Nitratsalzspeicher für erhöhte Temperatur und Lebensdauer; Teilvorhaben: Kraftwerkstechnik
Zeitraum
2020-06-01 – 2024-05-31
Bewilligte Summe
128.117,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5043B
Leistungsplansystematik
Sonstiges im Rahmen der Feuerungs- und Kraftwerkstechnik [EA1340]
Verbundvorhaben
01213934/1 – VENITE-Erhöhung der Betriebstemperatur von Nitratsalzspeichern und Skalierung auf den Technikumsmaßstab
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Nitratsalzschmelzen werden im Solarturmbereich bei der Grenztemperatur von 560°C seit wenigen Jahren betrieben, sodass noch keine Langzeiterfahrung vorliegt. Eine weitere Temperaturerhöhung ist höchst erstrebenswert. Jedoch stellt die Erhöhung des bisherigen Betriebs im oberen Grenzbereich von 560°C auf 620°C technologisch eine große Herausforderung dar. Zwischen der flüssigen Nitratsalzschmelze und der Gasatmosphäre finden Reaktionen statt. Eine Temperaturerhöhung führt zu der Bildung giftiger Stickoxide die aus dem Speichersystem in die Umwelt gelangen können, sowie zu im Salz gelösten Zersetzungsprodukten die unzulässige Korrosionsraten verursachen. In Vorversuchen am DLR konnte der Einfluss verschiedener Gase wie Sauerstoff und Stickoxide auf die Stabilität der Salzschmelze qualitativ im Labormaßstab nachgewiesen werden. Weiterhin arbeiten bisherige solarthermische Speichersysteme im Austausch mit Umgebungsluft, wobei Fremdgase wie Feuchte und CO2 in das Salzsystem gelangen und dessen Lebensdauer verringern. Ziel des Projektes ist es, ein geeignetes Gassystem mit gezielt eingestellten Partialdrücken für Sauerstoff und Stickoxiden zu identifizieren um Solarsalz dauerhaft bei erhöhter Betriebstemperatur über 600°C zu betreiben, wobei ungünstige Fremdgase ausgeschlossen werden. Dieses Verfahren wird vom Labormaßstab (100 g) auf den Technikumsmaßstab mit einer Salzmasse von 100 kg skaliert. Die Ergebnisse können einen Innovationssprung bei Nitratsalzspeichern auslösen und neue Anwendungsfelder erstmalig eröffnen. Hierzu zählen solarthermische Kraftwerke mit Salzschmelze als Wärmeträger- und Speichermedien, wie Solarturm- oder Parabolrinnenkraftwerke, Prozesswärmeanlagen, sowie Wärmespeicherkraftwerke welche über moderne Dampfparameter verfügen. Weiterhin wird mit den Arbeiten der Flüssigsalzbetrieb bei 560°C abgesichert indem im Projekt erstmalig Lebensdauermodelle erstellt werden.