multiTESS-Anlage in Jülich

Die Speicherung von Hochtemperaturwärme mit anschließender Verstromung in Dampfkraftprozessen ist aus solarthermischen Kraftwerken bekannt. In diesen Anwendungen wird die Hochtemperaturwärme durch konzentrierende Solarkollektoren eingesammelt. Die Idee beim thermischen Stromspeicher ist es, die Beladung des Speichers statt mit Solarenergie mittels eines Power-to-Heat-Konzeptes aus Netzüberschussstrom zu realisieren. Für eine dezentrale und flexible Strom- und Wärmeversorgung wird vom Solar-Institut Jülich das Speicherkonzept multiTESS (multifunktionaler thermischer Stromspeicher) entwickelt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Power-to-Heat-Ansatz wird die Wärme im thermischen Stromspeicher von multiTESS als Hochtemperaturwärme bei bis zu 1000 °C gespeichert und kann somit in einem Wärmekraftprozess teilweise wieder rückverstromt werden. Die Multifunktionalität von multiTESS begründet sich in der flexiblen Wahl der Wärmequelle und -senke (vgl. Abbildung 1). Als Wärmequellen können eine elektrische Heizung oder Abwärme genutzt werden. Beim Ausspeichern kann neben Strom auch Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus bereitgestellt werden.

Im Projekt TESS 2.0 wird erstmals die Nutzungskette Power-to-Power&Heat des multiTESS-Konzepts in Form einer Pilotanlage abgebildet. Das vom BMWi geförderte Projekt profitiert dabei von den Expertisen der Industriepartner Dürr Systems AG, Kraftanlagen Energies & Services und Otto Junker GmbH. Im Fokus stehen dabei die Erzeugung und Prozessführung von 1000 °C heißer Luft, die Speicherung der Hochtemperaturwärme, sowie die Einbindung der Rückverstromung und die Wärmeauskopplung. Für die Erzeugung der Hochtemperaturwärme hat der Projektpartner Otto Junker GmbH ein innovatives Heizungskonzept entwickelt (Stand der Technik: 750 °C). Die Konzeptionierung sowie der Bau des ebenfalls neuartigen Keramikspeichers wurden durch Dürr System AG durchgeführt. Darüber hinaus steuerte Dürr Systems AG ein KWK-fähiges Hochtemperatur-ORC-Modul bei, das Kondensationswärme aus dem thermodynamischen Prozess auf einem Niveau bis zu 95 °C abgeben kann. Die Detailplanung des Anlagenkonzeptes wurde maßgeblich von der Kraftanlagen Energies & Services realisiert. Das Solar-Institut Jülich ist Ideengeber und Initiator des Projektes, fungiert als Projektkoordinator, unterstützt in der Konzeptplanung und führt nach Fertigstellung der Anlage die wissenschaftlichen Untersuchungen durch.

Während der Versuche soll das Betriebsverhalten der einzelnen Komponenten untersucht und deren Prozessführung im Gesamtsystem optimiert werden. Das Ziel des Projekts ist es, aus der Kombination der Einzelkomponenten ein innovatives und primärenergieeinsparendes Gesamtsystem zu realisieren.