Lead
Pumpspeicherkraftwerke (PSKW) leisten einen wichtigen Beitrag zur umweltfreundlichen Energieversorgung. Als Teil der Energiestrategie 2050 hat der Bundesrat vorgeschlagen, dass die Gesamtleistung der PSKW in der Schweiz erhöht werden soll. Wegen der stark fluktuierenden Strompreise, verursacht durch Überfluss an billigem Solar- und Windstrom, ist nicht klar, ob die hohen Konstruktionskosten von im Bau befindlichen und geplanten PSKW amortisiert werden können. Eine mögliche alternative oder ergänzende Speichertechnologie ist die Speicherung von Elektrizität in Form komprimierter Luft. Diverse Studien besagen, dass die Konstruktions- und Betriebskosten von komprimierten Luftspeicherkraftwerken (KLSKW) geringer sein sollen als bei PSKW. Ein wichtige Komponenten von KLSKW ist der Speicher, in welchem die durch die Komprimierung entstandene Wärme gespeichert wird. Die Entwicklung und Demonstration eines effizienten Wärmespeichers ist das Hauptziel dieses Projekts.

Lay summary

Bei komprimierten Luftspeicherkraftwerken (KLSKW) wird zu Zeiten von billigem Strom, verursacht durch zeitweiligen Überfluss an billigem Solar- und Windstrom, durch einen elektrischen Motors ein Kompressor angetrieben, der Luft aus der Umgebung komprimiert. Die komprimierte Luft wird gespeichert und zu Zeiten von teurem Strom, verursacht durch fehlende Sonneneinstrahlung oder Windflauten, in einer Turbine expandiert, die einen Generator antreibt und so wieder Strom erzeugt. Durch die Komprimierung werden nicht nur hohe Drücke, sondern auch hohe Temperaturen von etwa 600 C erzeugt. Die Speicherung komprimierter heisser Luft stellt hohe Anforderungen an die Struktur und Isolierung des Speichers, da ein Entweichen oder Abkühlen der Luft die Effizienz des Gesamtprozesses negativ beeinflusst. Ein rasches Entweichen der komprimierten Luft durch allfällige Risse im Speicher muss aus Sicherheitsgründen vermieden werden. Aus diesen Gründen ist es besser, die in der komprimierten Luft enthaltene Wärme separat in einem Wärmespeicher und die abgekühlte Luft in einem Druckspeicher zu speichern. Die Entwicklung und Demonstration eines effizienten Wärmespeichers für KLSKW ist das Hauptziel des Projekts. Damit der gesamte Prozess eine hohe Effizienz erzielen kann, muss der Wärmespeicher insbesondere während des Entladens, wenn durch die Turbine ein Generator betrieben wird, möglichst konstante Ausströmbedingungen sicherstellen. Dafür soll in diesem Projekt ein Speicher sorgen, der Wärme in Form von sensibler und latenter Wärme speichert. Da latente Wärme bei konstanter Temperatur gespeichert und freigesetzt wird, ermöglicht ein solcher Speicher eine konstante Ausströmtemperatur während des Entladens, was der effizienten Operation der Turbine entgegenkommt. Die Entwicklung des Wärmespeichers wird  in Zusammenarbeit mit Airlight Energy Ltd. in Biasca erfolgen.