Speicher

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Speicher

Die KWK-Technologie bildet durch ihre technologische Kopplung von Strom- und Wärmeproduktion das Bindeglied zwischen Strom- und Wärmemarkt, weshalb die Fernwärme den energiewirtschaftlichen und –politischen Rahmenbedingungen beider Märkte unterliegt, die gerade im Zuge der Energiewende nicht selten gegenläufige Handlungen nach sich ziehen würden. Hier liefern thermische Energiespeicher einen wichtigen Beitrag zur Flexibilisierung von KWK-Anlagen durch die zeitliche Entkopplung der Wärme- von der Stromabgabe. So können die ohnehin flexiblen KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung noch flexibler betrieben werden, um den immer weiter steigenden Bedürfnissen des Strommarktes gerecht zu werden, ohne den Auftrag zur Wärmeversorgung des Fernwärmesystems zu vernachlässigen.

 

Beispielhaft können drei Einsatzszenarien für den Betrieb von Wärmespeichern aufgeführt werden:

      1. Anstieg der Stromproduktion (nur gültig für Entnahme-Kondensationsanlagen)

In Zeiten von hohem Strombedarf und hohen Strompreisen kann bei Entnahme-Kondensationsanlagen eine Verringerung bzw. Abschaltung der Dampfentnahme aus der Turbine veranlasst werden, um die Stromproduktion zu erhöhen und damit den Erlös aus dem Stromverkauf zu optimieren. Der Wärmebedarf des Fernwärmesystems wird dann durch den geladenen Wärmespeicher gedeckt.

      2. Abschaltung der KWK-Anlage

In Fälle von geringem Wärmebedarf und Strompreisen unterhalb der Gestehungskosten wird die KWK-Anlage aufgrund ökonomischer Gründe abgeschaltet und der Wärmebedarf aus dem Speicher gedeckt.

      3. Power-to-Heat – Aufladen des Wärmespeichers durch einen Elektrokessel (optional)

Bei geringem Strombedarf und geringen Strompreisen sind die KWK-Anlagen bereits abgeschaltet und der Wärmebedarf wird aus dem Speicher gedeckt. Durch Nutzung des kostengünstigen Stroms kann mittels Elektrokesseln Wärme produziert werden, die in den Wärmespeicher geschoben werden kann. Dies ermöglicht dem Versorgungsunternehmen die Möglichkeiten am Regelenergiemarkt teilzunehmen und negative Regelenergie anzubieten oder aber Überschussstrom zu nutzen, um Wärme herzustellen.    

Fernwärmespeicher sind als geschichtete Verdrängungsspeicher konstruiert, d.h. es gibt eine „warme“ Zone im oberen Teil des Behälters und eine „kalte“ Zone im unteren Bereich des Behälters, die durch eine sich ausbildende Trennschicht voneinander separiert sind. Das verwendete Wasservolumen bleibt weitestgehend konstant, abgesehen von der temperaturabhängigen Ausdehnung des Speicherwassers, in dem der Be- und der Entladevolumenstrom betragsmäßig identisch sind. Die Nutzung der gespeicherten Wärme geschieht dann durch eine Verdrängung des warmen Wassers durch „kaltes“ Rücklaufwasser und die Beladung genau entgegengesetzt, in dem „warmes“ Vorlaufwasser das „kalte“ Rücklaufwasser verdrängt.

 Weiterführende Themen

Power - to - Heat [mehr]

Speicherverluste [mehr]

Zum Dowload finden Sie hier:

1. Studie über den Beitrag von Wärmespeichern zur Integration erneuerbarer Eergien

2. Seminarflyer zum Thema "Thermische Energiespeicher für KWK- und solare Wärme - Planung, Bau und Betrieb (April 2013)

3. Seminarflyer zum Thema "Thermische Energiespeicher für KWK - Planung, Bau und Betrieb (März 2015)

1 Kurzstudie_Waermespeicher_Prognos_111206__1__01.pdf 
2 14350_Thermische_Energiespeicher_web_01.pdf 
3 Thermische_Energiespeicher_lim_01.pdf

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