Fossilfreie, erneuerbare Energiequellen sind häufig schwankend und schwer konsequent einsetzbar. Nehmen wir Solarenergie als Beispiel: In bestimmten Teilen der Erde gibt es eine Fülle von Sonnenlicht, doch wenn überschüssige Energie nicht gespeichert wird, kann sie nach Sonnenuntergang nicht genutzt werden.
Der australische Solarstromexperte RayGen stellt sich dieser Herausforderung. Das Unternehmen hat in einer Pilotanlage in Carwarp, Victoria, ein hochmodernes Energiespeichersystem entwickelt, das sowohl Solar-Photovoltaik- als auch Solar-Thermoenergie nutzt, um erneuerbare Energie in das lokale Stromnetz einzuspeisen.
Strom, wenn das Netz ihn am meisten benötigt
RayGen sammelt Sonnenenergie über ein großes Spiegelfeld und wandelt sie mit Photovoltaik in Strom um. Die Spiegel sammeln Sonnenlicht, das dann in einen Solarturm zur Erzeugung von Elektrizität umgeleitet wird. Dieser Strom wird dann auf die übliche Weise zur Versorgung des Netzes oder zur Kühlung eines Wasserkörpers bis zum Gefrieren als Energiespeicher verwendet.
Wie kann also kaltes Wasser Solarstrom speichern? Da die Solarzellen hochkonzentriert sind, erzeugen sie viel Wärme, mit der ein zweiter Wasserkörper nahe dem Siedepunkt erhitzt werden kann. Mit diesem Temperaturunterschied eröffnet der Einsatz eines Rankin-Kreislaufs mit organischen Fluiden (ORC - siehe separate Box ) und der Turboexpander-Technologie der Atlas Copco Group jederzeit die Möglichkeit zur Erzeugung von Elektrizität – auch nach Sonnenuntergang.
"Wenn man über Energiespeicherung spricht, denken die Leute zuerst an Batterien, aber die Speicherung von Energie für 12 bis 24 Stunden wird sehr kostspielig. Unsere Expander wandeln die thermische Energie in Strom um, wenn das Netz sie am meisten benötigt", sagt Louis Mann, Manager of Marketing and R&D bei Atlas Copco Mafi-Trench in Kalifornien.
„Es gibt nicht viele Anwendungen auf der Welt, die Energiespeicher wie diese Anlage nutzen“, fügt Louis’ Kollegin Ysabel Murguia, Vertriebs- und Anwendungsingenieurin, hinzu.
Linkes Bild: Die Turboexpander-Technologie ermöglicht jederzeit die Erzeugung von Elektrizität.
Rechtes Bild: Die Pilotanlage von RayGen in Australien nutzt sowohl Solar-Photovoltaik- als auch Solar-Thermoenergie, um erneuerbare Energie in das lokale Stromnetz einzuspeisen. (Bild mit freundlicher Genehmigung von RayGen Resources Pty Ltd.)
Skalierbarkeit
Atlas Copco wurde von RayGen wegen seiner langjährigen Erfahrung mit der ORC-Turboexpander-Technologie angesprochen, die bis in die 1980er Jahre zurückreichte. Die Pilotanlage wurde 2022 in Betrieb genommen, und der anfängliche Erfolg und das wachsende Interesse von Versorgungsunternehmen in verschiedenen Teilen der Welt haben zu einer Skalierung der Ambitionen geführt.
„Für die Pilotanlage haben wir einen Expander-Generator mit vier Rahmen gebaut, der vollständig auf das Getriebe abgestimmt ist“, erklärt Ysabel. "Ein vierter Rahmen ist eine mittelgroße Maschine, während das kommerzielle System eine neu entwickelte größte Rahmengröße erfordert. Gemeinsam mit RayGen entwickeln wir jetzt eine umfassende Lösung."
Eine zukunftsweisende Lösung
Die echte Demonstration ist im kommerziellen Maßstab, um der Welt zu zeigen, dass diese Art der Energiespeicherung nicht nur technisch möglich, sondern auch wirtschaftlich tragfähig ist.
„In der Energiewende im Allgemeinen gibt es einen Trend zu größeren Maschinen, um diese Technologien durch Skaleneffekte zu nutzen“, sagt Louis.
So trägt diese Partnerschaft dazu bei, eine transformative Technologie zu entwickeln, die dem Energiesektor zuverlässigere und konsistentere erneuerbare Energien mit minimalem Abfall bereitstellen kann.
„Eine solche Energiespeicherung ist nicht üblich, aber sie hat das Potenzial, die Weltsicht auf die Versorgung mit erneuerbaren Energien zu verändern“, sagt Ysabel.
Sind Sie an dieser Lösung oder der Turboexpander-Technologie im Allgemeinen interessiert? Erfahren Sie mehr in diesem Blogbeitrag.
