Verbundvorhaben: LEHXMS - Large Electric Heat eXchanger for Molten Salt: Entwicklung und Demonstration eines leistungsstarken Elektroerhitzers für Flüssigsalz;Teilvorhaben:Prototypentests, Materialuntersuchungen und techno-ökonomische Bewertung
Zeitraum
2023-11-01 – 2027-01-31
Bewilligte Summe
2.301.755,94 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5169B
Leistungsplansystematik
Speicher [EB2170]
Verbundvorhaben
01257927/1 – LHEXMS - Large Electric Heat eXchanger for Molten Salt
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Das Gesamtziel des vorgeschlagenen Fördervorhabens besteht darin, Technologien für einen Elektroerhitzer für Salzschmelze zu entwickeln und praktisch über Prototypentests in ausreichender Größe (d.h.> 1 MWth) zu validieren. Damit wird ein belastbarer Ausgangspunkt für die weitere Skalierung auf eine industrielle Größe >100 MWth geschaffen. Solarsalz-basierte Systeme arbeiten gewöhnlich in einem Temperaturbereich zwischen 280°C und 565°C und sind somit für verschiedenste Hochtemperaturanwendungen geeignet. Eine für die industrielle Anwendung notwendige Voraussetzung, die im Rahmen des Projektes nachgewiesen werden soll, ist ein zuverlässiger zyklischer Betrieb bei Betriebsspannungen >10 kV. Die derzeitige Höchstspannung für Heizelemente liegt meist unter 1000 V, was bei Heizleistungen >100 MWth zu großen und somit teuren Kabelquerschnitten und Anschlüssen führen würde. Ferner muss die Zersetzung des geschmolzenen Salzes in Wechselwirkung mit den im Elektroerhitzer eingesetzten Werkstoffen besser verstanden und quantifiziert werden. Dies ist notwendig, um die Leistungsdichte des Elektroerhitzers und damit die Leistungsdichte im Salzfilm zu erhöhen, ohne dass es zu einer übermäßigen Zersetzung des Salzes kommt. Zur Sicherstellung einer robusten dynamischen Leistungsregelung liegt ein besonderer Schwerpunkt auf der Optimierung transienter Betriebsregimes. Ziel ist es, auch in diesen Betriebssituationen die maximal zulässige Filmtemperatur einzuhalten, um eine zu starke Salz- und Materialdegradation zu verhindern. Neben der konkreten Ausgestaltung des Elektroerhitzers sollen im Projekt verschiedene Einsatzszenarien analysiert werden, um die konkreten Anforderungen hinsichtlich Leistung, Temperaturniveau und Laständerungsraten für die Skalierung in den kommerziellen Maßstab abzuleiten. Techno-ökonomische Analysen der Gesamtanwendung bieten Aufschluss über wichtige Kostentreiber und erreichbare Strom-/Wärmebereitstellungskosten für konkrete Anwendungsfälle.