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In welchen Zeitskalen kann das Kraftwerk Leistung bereitstellen?
In diesem Zusammenhang muss darauf hingewiesen werden, dass insbesondere im elektri-
schen Netzverbund der Kunde eine Leistung, die über einen bestimmten Zeitraum genutzt
wird, anfordert und nicht eine Arbeit. Das reine Energievolumen oder die erzeugte Ener-
giemenge in Kilowattstunden spielt eine weniger große Rolle, vielmehr ist entscheidend, in
welchem Zeitrahmen kann die Leistung eingespeist werden und über welche Länge. Daher
unterscheidet man drei Klassen von Speichertypen:
• Kurzzeitspeicher im Bereich von Sekunden bis zu mehreren Minuten,
• Mittellastspeicher zur Überbrückung von einigen Minuten bis zu Stunden und
• Langzeitspeicher, die eine Bereitstellung bis hin zu mehreren Tagen erlauben.
Festzuhalten ist, dass Speicherart und zeitliche Speichernutzung eng mit dem Nutzeran-
forderungen verknüpft sein müssen.
Eine thermische Langzeitspeicherung kann im Niedertemperaturbereich zur lokalen
Wärmeversorgung mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden, während im Hochtempe-
raturbereich der Wirkungsgrad durch die hohen Speicherverluste eine ökonomische Nut-
zung als wenig angemessen erscheinen lassen.
Prinzipiell lassen sich mit Hilfe der in solarthermischen Kraftwerken erzeugten elektri-
schen Leistung auch elektrochemische Speicher wie Batterien laden oder Speichermedien
wie Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffe wie Methan herstellen. Da diese Option allen
Kraftwerkstypen offen steht und nicht solarthermiespezifisch ist, wird in diesem Zusam-
menhang nicht darauf eingegangen.
Neben der Speicherart und der zeitlichen Bereitstellungsfähigkeit müssen die Speicher-
medien mehreren weiteren Aspekten genügen. Es sind dies:
• Hohe Speicherkapazität. In einem Speicher sollte bei ökomischen Abmessungen eine
möglichst hohe Energiemenge gespeichert werden, um die Verluste gering halten zu
können. Gleichzeitig sollten sie eine anforderungsspezifische Überbrückungsdauer mit
hohem Wirkungsgrad gewährleisten.
• Gute Wärmeleitfähigkeit, damit eine schnelle und effiziente Übertragung sowohl beim
Beladen (Einspeicherung der Wärme) wie auch beim Entladen (Ausspeichern) bei ver-
tretbarem apparativen Aufwand gegeben ist.
• Verfügbarkeit und Kosten zur Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit.
• Ladezyklenstabilität, Materialverträglichkeit. Oftmals kann durch das Solarangebot der
Speicher nur teilweise beladen werden oder es folgen mehrfach volle Beladungen kurz
hintereinander. Das Transferfluid muss dabei bei unterschiedlichen Lastszenarien sei-
ne thermophysikalischen Eigenschaften ohne Degradation beibehalten und gleichzeitig
über das gesamte Temperaturspektrum mit den eingesetzten Strukturmaterialien der
Komponenten (-wie Pumpe, Wärmetauscher, Tankfüllmaterial) kompatibel sein. Denn
Korrosion oder Schichtbildung verändern signifikant das Speichervermögen wie auch
die zeitliche Speichercharakteristik.
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