Verbundvorhaben: KompEX LTA-CAES modular - Turbo/System - Entwicklung eines modularen Niedertemperatur-Druckluftenergiespeichers mit umkehrbar betreibbaren Maschinensätzen - Teilvorhaben: Umkehrbare Turbosätze, Systemkonzeption und Systemoptimierung
Zeitraum
2016-09-01 – 2021-03-31
Bewilligte Summe
2.504.163,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6070A
Leistungsplansystematik
Mechanische Speicher - Druckluft [EA2331]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Die Integration großer Mengen fluktuierender Erzeugung erfordert zusätzliche Speicher. Zur Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit müssen zusätzliche Erträge im Regelenergiebereich erwirtschaftet und die Investitionskosten gesenkt werden. Im Rahmen des Verbundvorhabens soll ein adiabater Niedertemperatur-Druckluftenergiespeicher in Modulbauweise entwickelt werden. Durch Verwen-dung umkehrbarer Turbo- und Kolbenmaschinen wird eine große Kostenreduktion generiert. Die Kolbenmaschinen sorgen für eine große Anpassungsfähigkeit an sich verändernde Enddrücke im Speicher. Modular aufgebaute Anlagen mit niedrigem Stückpreis können flexibler den aktuellen Standortanforderungen angepasst werden oder ggf. auch versetzt werden. Das Verbundvorhaben verfolgt die Entwicklung eines Gesamtkonzeptes für einen KompEx LTA-CAES® in Modulbauweise mit umkehrbar betreibbaren Kolben- und Turbomaschinen, Leistungen von 2-10 MWel und Speicherkapazitäten von 5-100 MWhel, einer hohen Anfahrgeschwindigkeit und einem thermischen Nut-zungsgrad von 55-65%. Fraunhofer UMSICHT engagiert sich bei der technischen Entwicklung der umkehrbaren Turbomaschinen und erarbeitet die Gesamtkonzeption, wirtschaftliche Bewertung und Optimierung des modularen LTA-CAES®. Zur Entwicklung der umkehrbaren Turbomaschine werden mehrere Varianten vor-ausgelegt, eine ausgewählt, konstruiert und als Protoptyp gebaut. Parallel zur Untersuchung in einem aufgebauten Teststand wird die Strömung mittels validierter CFD-Simulation untersucht. Die Maschinen werden iterativ nach Verlustlokalisierung optimiert. Zur Konzeptentwicklung und -optimierung wird ein Gesamtanlagenmodell erstellt und ein übergeordnetes Anlagenlayout inklusive Wärmespeicher entworfen. Die Wirtschaftlichkeit wird bei Variation der technischen Parameter (z.B. Verhältnis von Leistung und Kapazität, modulare Aufteilung) und der Vermarktungsebenen in sinnvollen Anwendungsszenarien optimiert und ein geeignete Betriebsregimes und Geschäftsmodelle entworfen.
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