Schwungmassenspeicher in Außenläufer-Bauform; Prüfung und Erhöhung der Verfügbarkeit, Verbesserung der Wirtschaftlichkeit
Zeitraum
2015-12-01 – 2019-05-31
Bewilligte Summe
310.823,33 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6064C
Leistungsplansystematik
Mechanische Speicher - Rotationsenergie [EA2332]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Reduzierung der Anschaffungskosten sowie die Prüfung und Erhöhung der Verfügbarkeit von Schwungmassenspeichern in Außenläufer-Bauform. Bei dieser speziellen Topologie rotiert die Schwungmasse in Form eines Rings oder Hohlzylinders um einen feststehenden Stator, eine Welle über welche die Schwungmasse an konventionelle Innenläuferkomponenten gekoppelt ist existiert nicht. Solche Systeme versprechen aufgrund des hohen Integrationsgrades eine höhere Energiedichte und energetische Effizienz bei geringeren Anschaffungskosten als andere Bauformen. Trotzdem sind bislang keine solchen Systeme realisiert worden. Dem beantragenden Konsortium ist dies in einem vorangegangenen Projekt erstmal gelungen. Die vom Konsortium entwickelte Technologie soll nun im Rahmen des Projekts in einen konkurrenzfähigen Energiespeicher zur Erbringung von Systemdienstleistungen für die Stabilisierung des europäischen Stromnetzes überführt werden. Im Rahmen des Gesamtprojekts fällt der compoScience GmbH die Aufgabe zu, die in der CFK-Schwungmasse speicherbare Energie weiter zu erhöhen und den Rotoraufbau sowie die verwendeten Faser- und Matrixwerkstoffe im Hinblick auf wirtschaftliche Fertigung und Betrieb zu optimieren. Je mehr Energie pro kg Rotormasse gespeichert werden kann umso wettbewerbsfähiger wird das System im Vergleich zu konkurrierenden Energiespeichern. Das bedeutet, dass die Verstärkungsfasern bis an die Grenzen ihrer Tragfähigkeit beansprucht werden müssen. Da die anisotropen Compositewerkstoffe ein komplexes Versagensverhalten mit verschiedenen Versagensmodi zeigen, müssen die Eigenschaften einer jeden Faser-Matrix-Kombinationen die zum Einsatz kommen können erprüft und 'simulierbar' gemacht werden. Die Einsatzbedingungen des Rotors (hohe Temperaturen, langzeitig wirkende statische Spannungen) sowie die Dickwandigkeit des Rotors sind dabei eine besondere Herausforderung für die betriebsfeste Auslegung.
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