2020-06-01  –  2024-05-31

938.192,00 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Technische Thermodynamik, Stuttgart, Baden-Württemberg

03EE5043A

Sonstiges im Rahmen der Feuerungs- und Kraftwerkstechnik [EA1340]

01213934/1  –  VENITE-Erhöhung der Betriebstemperatur von Nitratsalzspeichern und Skalierung auf den Technikumsmaßstab

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Im Bereich der solarthermischen Kraftwerke hat sich seit einigen Jahren die Flüssigsalztechnologie als thermische Speichertechnologie kommerziell durchgesetzt. Derzeit werden Nitratsalzschmelzen im Solarturmbereich bei der Grenztemperatur von 560 °C seit wenigen Jahren betrieben, so dass noch keine Langzeiterfahrung vorliegt. Eine weitere Temperaturerhöhung, um aus dem Flüssigsalzspeicher moderne Kraftwerksprozesse mit höheren Wirkungsgraden bedienen zu können, 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. 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.