DE102010055750A1

DE102010055750A1 - Verfahren zur Nutzung der Kompressionswärme bei der Verdichtung von Luft

Info

Publication number: DE102010055750A1
Application number: DE102010055750A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Bach Jürgen; Dr. Zimmermann Reiner; Dr. Scherzberg Heinz; Dipl.-Chem. Kaps Stephan
Original assignee: UTEC AG SALT TECHNOLOGIES K; K Utec AG Salt Technologies
Current assignee: UTEC AG SALT TECHNOLOGIES K; K Utec AG Salt Technologies
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28

Abstract

Verfahren zur Nutzung der Kompressionswärme von Luft, hauptsächlich für die in CAES Speicherkraftwerken bei der Luftverdichtung anfallende Kompressionswärme durch zwischenzeitliche Einspeicherung in Form heißer, nicht kristallisierender Salzlösung und deren Rückübertragung an die sich stufenweise entspannende zwischengespeicherte Druckluft in Gegenstromwärmeübertragern. Sowohl für die Speicherung der Druckluft als auch für die Speicherung der Wärmeenergie in Form heißer Salzlösung sollen vorzugsweise großvolumige durch herkömmlichen oder Solungsbergbau in Salzformationen angelegte Hohlräume dienen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der bei der Kompression von Luft anfallenden Kompressionswärme für die Vorwärmung der komprimierten Luft vor ihrer Entspannung zum Zweck der Elektroenergieerzeugung aus gespeicherter Druckluft.
Hauptanwendungsgebiete dieses Verfahrens ist die Speicherung von temporären Elektroenergieüberschüssen durch deren Umwandlung in Druckenergie, deren Speicherung in vorzugsweise durch herkömmlichen Bergbau oder Solungsbergbau entstandenen Hohlräumen und deren Rückumwandlung durch Entspannung in einer Expansionsturbine mit Generator in sekundäre Elektroenergie. Die Speicherung von Energieüberschüssen als Druckenergie komprimierter Luft eignet sich vor allem zur flexiblen und länger dauernden Speicherung von Überschussenergie, vornehmlich des nicht planbaren und stark schwankenden Elektroenergieanfalls aus Windparks. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Speicherverfahren lässt sich ein zeitweilig auftretender, stoßweise anfallender Energieüberschuss abpuffern und die eingespeicherte Energie als sekundäre Elektroenergie bedarfsgerecht und gleichmäßig an das Elektroenergienetz wieder abgeben oder die eingespeicherte Energie kann für kürzere Zeit mit hoher Leistung als Spitzenenergie wieder abgegeben werden.
Die Speicherung großer Energiemengen ist wegen der zunehmenden Nutzung der Windkraft zur Energieerzeugung eine unabdingbare Voraussetzung, um den nicht planbaren, oft stoßweise auftretenden Energieanfall abzufangen und Pausen ohne Energieanfall zuverlässig zu überbrücken.
Ein etabliertes Verfahren zur Speicherung temporärer Elektroenergieüberschüsse ist das seit langem bekannte und genutzte Verfahren der Energiespeicherung in Pumpspeicherwerken in Form potenzieller Energie großer Wassermengen auf möglichst unterschiedlichen geodätischem Niveau und deren Rückumwandlung in Wasserturbinen mit angeschlossenen Generatoren. Voraussetzung für diese Art der Energiespeicherung ist das Vorhandensein geeigneter Standorte für die Anlage von Ober- und Unterbecken mit möglichst hohen Niveauunterschieden, die möglichst nahe beieinander gelegen sein müssen. Solche Standortbedingungen sind lediglich im Voralpenland und an einigen Mittelgebirgsstandorten gegeben, was die Anlage weiterer Pumpspeicherwerke einschränkt. Insbesondere an künftigen Hauptstandorten alternativer Energieerzeugung durch Windparks sind diese Voraussetzungen nicht gegeben. An solchen Standorten im Flachland oder in küstennahen Regionen lassen sich Pumpspeicherwerke nicht realisieren.
Zum Stand der Technik, wenn auch oft noch in Erprobung befindlich, gehört die Energiespeicherung in Druckluftspeichern, die auch im Flachland angelegt werden können, etwa in Speicherkavernen in Salzstöcken. Dabei wird die elektrische Energie beim Einspeichern in die potenzielle Energie von komprimierter Luft umgewandelt, diese Druckluft in eine Gasspeicherkaverne eingepresst und dort relativ lange ohne Verlust ihrer potenziellen Energie gespeichert. Zur Rückgewinnung der als Druckenergie gespeicherten Energie wird diese in einer durch parallele Erdgasverbrennung unterstützten Entspannungsturbine entspannt und Elektroenergie zurückgewonnen. Eine solche Form der Energiespeicherung wird auch als CAES-Technologie (Compressed Air Energy Storage) bezeichnet. Der energetische Wirkungsgrad dieser Art der Energiespeicherung ist relativ gering und liegt nur etwa bei 45 Prozent. Hauptgrund für diese Energieverluste sind die thermodynamisch bedingte unvermeidbare Umwandlung eines Großteils der aufgewendeten Arbeit beim Kompressionsvorgang in Kompressionswärme, die beim Einspeicherungsvorgang zwangsläufig anfällt und durch Kühlung beseitigt werden muss oder beim Lagern der komprimierten Luft im Druckspeicher durch Wärmeleitungsvorgänge verloren geht. Ebenfalls thermodynamisch bedingt ist eine starke Abkühlung der komprimierten Luft beim adiabatischen Entspannungsvorgang in einer Turbine, die sogar zum Vereisen der Turbinenschaufeln führen würde, wenn nicht gleichzeitig Wärmeenergie durch die simultane Verbrennung von Erdgas an die sich entspannende Luft übertragen wird. Die Erhöhung des energetischen Wirkungsgrades wäre möglich, wenn auch die beim Kompressionsvorgang freiwerdende Kompressionswärme in geeigneter Form gespeichert und vor oder während der Entspannung der komprimierten Luft an diese rückübertragen werden könnte.
Da großtechnisch brauchbare Wärmespeicher mit Speichertemperaturen ≥ 120°C und einem Speichervermögen von mehreren 100 bis über 1.000 Megawattstunden und ebenfalls hohen bis sehr hohen Entspeicherungsleistungen nicht zum Stand der Technik gehören, ist dieses an sich zweckmäßige Speicherverfahren bisher nicht technisch umsetzbar. Auch die Verwendbarkeit untertägiger Hohlräume in Bergwerken oder ganze Bergwerke als Druckspeicher ändert prinzipiell nichts an dem zu niedrigen Wirkungsgrad von Druckluftspeichern, ohne dass gleichzeitig Kompressionswärme gespeichert und rückübertragen werden kann.
Ziel und Aufgabe der Erfindung ist ein industriell anwendbares und mit höherem Wirkungsgrad und damit höherer Wirtschaftlichkeit arbeitendes Verfahren zur Energieumwandlung von Elektroenergie in potenzielle Energie von komprimierter Luft, deren Einspeicherung in vornehmlich bergbauliche Hohlräume und deren Rückumwandlung in sekundäre Elektroenergie, bei dem die thermodynamisch bedingten Verluste der aufgewendeten Energie als Kompressionswärme soweit wie möglich vermieden werden, indem die Kompressionswärme ebenfalls gespeichert und vor oder während der Entspannung der komprimierten Luft an diese übertragen wird. Dadurch würde der Wirkungsgrad der Energiespeicherung mittels Druckluft deutlich erhöht werden und die bisher notwendige Teilverbrennung von Erdgas zum Ausgleich der starken Abkühlung der Luft beim Entspannen käme ganz oder teilweise in Fortfall.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass sowohl die Kompression der Luft als auch deren Entspannung in mehreren Schritten erfolgt, die die Temperaturänderungen der Luft beim adiabatischen Verdichtungs- bzw. Entspannungsvorgang auf ein jeweils optimales Maß begrenzen, die Abführung der freiwerdenden Kompressionswärme durch Wärmeübertragung an eine anorganische Salzlösung erfolgt, welche gleichzeitig als Wärmeträger und als Speicherstoff dient und die Re-Mobilisierung der in Form von heißer Salzlösung gespeicherten Energie durch Wärmeübertragung an die sich entspannende Luft ebenfalls stufenweise vor und während des Entspannens erfolgt.
Die Wärmespeicherung in Salzlösung muss einerseits gewährleisten, dass diese unterhalb ihres Siedepunktes als möglichst heiße Lösung erzeugt wird, andererseits als heiße Lösung in einem oder mehreren Reservoirs längere Zeit ohne untragbare Temperaturabsenkung gespeichert und mit hoher Leistung ihre gespeicherte Wärme an die sich abkühlende Luft abgegeben werden kann. Außerdem soll die als Wärmespeicherstoff dienende heiße Salzlösung sich auch als flüssiger Wärmeträger eignen und weder beim Erwärmen noch beim Abkühlen zur Kristallisation von Salzen oder Salzhydraten führen.
Wegen der für einen industriellen Speicherprozess erforderlichen extrem hohen Speicherkapazitäten, das notwendige Temperaturniveau und die hohen Leistungsanforderungen, insbesondere beim Entladen des Wärmespeichers, sind bekannte technische Wärmespeicher, auch Latentwärmespeicher, insbesondere Speicher, die unter Druck oder mit Salzschmelzen arbeiten, entweder nicht leistungsfähig genug oder wesentlich zu teuer.
Es wurde gefunden, dass sich ebenso wie für die Speicherung der komprimierten Luft auch für die Wärmespeicherung in Form heißer Salzlösungen große, im Salzgestein angelegte bergbauliche Hohlräume und insbesondere die in Salzformationen durch Solungsbergbau entstandenen Kavernenhohlräume für die in Betracht kommenden großen Wärmemengen und thermischen Leistungen eignen. Die Einlagerung komprimierter Luft selbst sowohl in untertägigen Kavernen als auch in druckdicht absperrbaren bergbaulichen Hohlräumen ist nicht Gegenstand der Erfindung, jedoch die Nutzbarmachung der anfallenden Kompressionswärme sowie deren zwischenzeitliche Speicherung.
Sowohl durch herkömmlichen Bergbau entstandene, vor allem in Steinsalzformationen von Salzbergwerken angelegte Speicherhohlräume als auch im Steinsalz ausgesolte Kavernen eignen sich nicht nur als Druckluftspeicher, sondern auch als Speicher für heiße Salzlösungen, insbesondere für heiße NaCl-Sole und haben nach einiger Betriebsdauer überraschend geringe Temperaturverluste durch Wärmeableitung, wenn die Temperatur der eingespeicherten heißen Salzlösung deutlich unter deren Siedepunkt und nicht wesentlich höher als +160°C liegt. Solche Hohlräume lassen sich in Größen von 10.000 bis über 1.000.000 Kubikmetern Speichervolumen mit bekannten Verfahren und wirtschaftlich herstellen, druckfest abdichten und nach einer gewissen Anlaufzeit mit tragbaren Wärmeverlusten betreiben. Anfangs tritt eine stärkere Abkühlung der eingebrachten Salzlösung durch Abfließen der Wärme an das umgebende Salzgestein auf, dieser Verlust wird aber zunehmend geringer. Solkavernen lassen sich auch leicht druckdicht für heiße Salzlösung abdichten und so betreiben, dass der Kopfdruck höher als Atmosphärendruck liegt und dadurch auch Salzlösungen mit vergleichsweise geringer Siedepunkterhöhung ohne Siedeerscheinungen ein- und ausgespeichert und gelagert werden können, selbst wenn deren Siedepunkt bei Atmosphärendruck weit unterhalb der Betriebstemperatur der Kaverne liegt. Dadurch ist eine wesentliche Voraussetzung für ein wirtschaftliches Betreiben des erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der Energiespeicherung mittels Druckluftspeichern funktioniert beim erfindungsgemäßen Verfahren prinzipiell ähnlich wie bei bereits bekannten Speicherverfahren auf Basis Druckluft, aber mit dem grundsätzlichen Unterschied, dass die beim adiabatischen Kompressionsprozess der Druckluft beim Energieeinspeichermodus an eine nicht kristallisierende anorganische Wärmespeichersole erfolgt, die gleichzeitig als flüssiger Wärmeüberträger als auch als flüssiger, keinem Phasenwechsel unterliegender Wärmespeicherstoff dient und in einem wirtschaftlich herstellbaren großvolumigen Wärmespeicher für große Wärmemengen gespeichert werden kann und die gespeicherte Wärme direkt an die zu entspannende Druckluft vor deren adiabatischer Entspannung abgibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit herkömmlichen Turbokompressoren, herkömmlichen Flüssigkeits-Luft-Wärmeübertragern, die im Gegenstrom arbeiten, und herkömmlichen Entspannungsturbinen zur Wiedergewinnung der gespeicherten Energie ausgeführt. Eine typische Anordnung der grundsätzlichen Stufen und Apparate für die Energieumwandlung von eingespeicherter Elektroenergie in potenzielle Druckenergie der verdichteten Luft und nutzbare Wärmeenergie, deren voneinander getrennte Speicherung und deren Nutzung zur Energierückgewinnung beim Entspeicherungsvorgang zeigt die 1.
Die Dreistufigkeit sowohl bei der Verdichtung als auch bei der Entspannung ist beispielhaft. Außerdem kann es noch notwendig sein, zusätzlich bestimmte Mengen thermischer Energie zu übertragen, einerseits um die unvermeidlichen Wärmeverluste des thermischen Speichers auszugleichen und andererseits eine zu tiefe Endtemperatur der entspannten Luft zu vermeiden, insbesondere auch beim Anfahren des Prozesses.
Der erfindungsgemäße Prozess beruht analog dem bekannten CAES-Prozess auf den Gesetzen der Thermodynamik von isothermen, adiabatischen oder isentropen Verdichtungs- und Entspannungsprozessen von Gasen, speziell von Luft.
Die beim Kompressionsvorgang von Luft freiwerdende Wärme erhöht infolge der annähernd. adiabatischen Verdichtung die Temperatur der Luft auf ein solches Temperaturniveau, dass diese Kompressionswärme durch Wärmeaustausch mit einem flüssigen Wärmeträger in nutzbarer Form abgeführt, zwischengespeichert und an die Druckluft vor ihrer Entspannung rückübertragen werden kann. Wie im Falle isothermer Verdichtung verteilt sich die aufzuwendende Arbeit auf den Anstieg der potenziellen Energie der Luft und auf die abzuführende Wärmeenergie, und nur der als Druckenergie gespeicherte Teil kann wieder in elektrische Energie zurückverwandelt werden, bei der Nutzung der Kompressionswärme zur Drucklufterwärmung aber mit höherem Wirkungsgrad.
Bei adiabatischer Verdichtung von Luft steigt die Temperatur gemäß der Gleichung ( P₁ / P₂) k-1 / k = T₁ / T₂ bzw.
Darin bedeutet t die Eintrittstemperatur in °C.
Demzufolge würde die Temperatur der verdichteten Luft bei einem Verdichtungsverhältnis von 1:3 von beispielsweise +20 auf +128°C, bei einem Verdichtungsverhältnis von 1:6 auf +216°C ansteigen, bei einem Verdichtungsverhältnis von beispielsweise 1:35 hätte die verdichtete Luft dagegen eine Temperatur von +536°C.
Zweckmäßig für eine Einspeicherung der sehr großen Wärmemengen, die bei der Luftverdichtung zum Zwecke der Aufladung eines Druckspeichers frei würden, sind Verdichtungsverhältnisse von etwa 1:5 bis 1:6 am sinnvollsten. Höhere Verdichtungsverhältnisse lassen sich durch mehrstufige Verdichtung mit Zwischenkühlung realisieren, ohne dass einerseits die Turbokompressoren und andererseits die Wärmespeicher überfordert werden.
In 1 ist eine prinzipielle, vereinfachte Schaltung für eine Druckluft-Energiespeicherung dargestellt, die nur beispielhaft ist und auch mehr als dreistufig sein kann.
In den drei Turbokompressoren (1.1, 1.2, 1.3) wird bei Energieeinspeicherung Luft von Atmosphärendruck auf Enddruck verdichtet. Jeder Kompressor verdichtet die Luft auf etwa den 5- bis 6-fachen Druck. Dadurch steigt die Lufttemperatur jeweils auf max. +200°C. Zwischen den Verdichtern (1.1, 1.2, 1.3) sind jeweils drei Gegenstrom-Wärmeaustauscher (2.1, 2.2, 2.3) angeordnet, in denen die Luft auf etwa < +50°C abgekühlt wird, bevor sie wieder verdichtet wird. Durch diese Zwischenkühlung sinkt der Druck von P auf P' gemäß der Beziehung P' / P = T₁ / T₂
Als Kühlmittel für diese Zwischenkühlung wird eine konzentrierte Wärmeträgersole verwendet, die aus einem der Wärmespeicher (6.1, 6.2, 6.3) mit etwa 20 bis 30°C entnommen und mit etwa +140°C zurückgeführt wird. Erfindungsgemäß werden dafür bei < 20°C gesättigte wässrige Lösungen folgender Salze
NaCl
MgCl₂
CaCl2
KCl
als Einzelsalzlösungen wie NaCl-Sole oder als mehrkomponentige Salzlösung verwendet. Diese Salzlösungen haben bezogen auf ihr Volumen immer noch 80 bis 90 Prozent der Wärmekapazität c_p von Wasser, aber einen deutlich höheren Siedepunkt und sind gegen Salzgesteine indifferent. Die Wärmespeicher (6.1, 6.2, 6.3) sind Schichtspeicher, in denen sich heiße Salzlösung stabil über spezifisch dichterer kalter Salzlösung befindet und in denen sehr große Wärmemengen ein- und ausgespeichert und mit relativ hoher Temperatur nahe der Einspeicherungstemperatur wieder entnommen werden können.
Die Zusammensetzung und Reinheit der Sole wird so gewählt, dass bei keiner Temperatur Kristallisation von Salzen oder Salzhydraten erfolgt weder bei ihrer Verwendung als flüssiger Wärmeüberträger noch bei ihrer Lagerung als flüssiger Wärmespeicherstoff.
Nach dem letzten Kompressor (1.3) wird die auf Enddruck verdichtete Luft in den Druckspeicher (3) eingespeichert. Dieser Druckspeicher kann sein:

– eine in einem Salzlager oder Salzstock angelegte Solkaverne, die durch bekannte Verfahren des Lösungsbergbaus (Aussolung) hergestellt wird,
– ein druckdicht verschlossenes Bergwerk, vorzugsweise ein Salzbergwerk,
– druckdicht verschlossene untertägige Hohlräume, vorzugsweise durch Rohsalzabbau hergestellte Strecken und Abbaukammern eines Salz- oder Kalisalzbergwerkes.

Aus diesem Druckspeicher (3) wird die Druckluft bei Energieerzeugungsmodus des Systems mit dem Speicherdruck entnommen, mittels heißer Salzlösung aus dem Wärmespeicher (6.3) im Gegenstrom-Wärmeaustauscher (4.1) erwärmt, in der Entspannungsturbine (5.1) entspannt und dabei Energie zurückgewonnen. Die weitere Entspannung bis auf Enddruck erfolgt in den Entspannungsturbinen (5.2) und (5.3) mit Zwischenerwärmung in den Wärmeaustauschern (4.2 und 4.3). Durch die Nutzung der zwischengespeicherten Kompressionswärme wird diese Energie beim Entspannungsprozess genutzt, was dem Wirkungsgrad des Systems zu Gute kommt und die Notwendigkeit der Energiezuführung aus Fremdenergie (Erdgas) vermeidet oder zumindest stark einschränkt.
Außer der beschriebenen dreistufigen Anordnung können auch mehrstufige Schaltungen mit 4 bis 6 Stufen, insbesondere für das Entspannen der Druckluft, zweckmäßig sein.
Die Speicherung der großen Wärmemengen, die bei der Kompression freiwerden und bei der Entspannung größtenteils wieder genutzt werden sollen, erfordert Speicher entsprechender Speicherkapazität und Leistung. Als Speicher für die als Speichermedium erfindungsgemäß verwendeten Salzlösungen (Wärmespeichersolen) können sowohl isolierte Behälter, zweckmäßiger aber untertägige Hohlräume eines Bergwerkes, vorzugsweise eines Salzbergwerkes oder durch Solungsbergbau hergestellte Kavernen dienen. Solkavernen im Steinsalz erfüllen diesen Zweck in hervorragender Weise und können leicht mit beliebig großem Volumen hergestellt und auch unter Überdruck betrieben werden. Da die als Wärmespeicherstoff erfindungsgemäß verwendete Salzlösung sowohl heiß als auch kalt gegen das umgebende Salzgestein nahezu indifferent ist und die Wärmeverluste in den Solespeichern (6.1, 6.2, 6.3) mit zunehmender Betriebsdauer des Systems, durch den sich ausbildenden Wärmemantel um die Speicherhohlräume (6.1, 6.2, 6.3) immer geringer werden, eignen sich Speicherkavernen im Salz auch für die Wärmespeicherung in Form von erwärmten Salzlösungen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann als Wärmespeicher für die heiße Salzlösung anstelle einer Reihe von Speichern auch ein einziger Speicher (6) verwendet werden. Die 2 zeigt eine diesbezügliche Anordnung. Dieser Wärmespeicher (6) ist ein einziger mit NaCl-Sole gefüllter, im Salzlager angelegter Hohlraum, aus welchem heiße Sole für alle Wärmetauscher (4.1, 4.2, 4.3 ... 4n) entnommen und bei Energieeinspeicherung auch alle in den Wärmetauschern (2.1, 2.2, 2.3 ... 2n) anfallende erwärmte Sole eingespeichert werden kann. Da die spezifische leichtere Sole auch langzeitig stabil von spezifisch schwerer Sole unterschichtet bleibt, erfüllt auch ein einziger Speicherhohlraum den erforderlich Zweck.

Claims

Verfahren zur Nutzung der Kompressionswärme bei der Verdichtung von Luft durch Kühlung der bei der adiabatischen oder isentropen Verdichtung von Luft erwärmten komprimierten Luft und Übertragung an einen flüssigen Wärmeträger, dessen Einspeicherung in einen Wärmezwischenspeicher und deren Verwendung zum Vorwärmen der Druckluft vor deren adiabatischen Entspannung zwecks Elektroenergieerzeugung mittels einer Entspannungsturbine dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung in mehreren Stufen mittels Turboverdichtern annähernd adiabatisch erfolgt, die durch adiabatische Verdichtung erwärmte Luft vor der folgenden Verdichterstufe in einem Gegenstromwärmeaustauscher mit kalter Salzlösung der Stoffgruppe NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl₂ und H₂O abgekühlt und nach der letzten Verdichterstufe dem Druckluftspeicher zugeführt wird, während die durch Wärmeübertragung erwärmte Salzlösung in einem als Schichtspeicher arbeitenden Wärmespeicher gespeichert wird, bei Energieerzeugungsmodus die dem Druckluftspeicher entnommene komprimierte Luft vor jeder Entspannungsstufe mit der dem Wärmespeicher entnommenen heißen Salzlösung durch Wärmeaustauscher aufgewärmt und danach in Entspannungsturbinen unter Energiegewinnung stufenweise entspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die bei der adiabatischen Kompression der Luft freiwerdende Wärme an eine kältere, sich im Gegenstrom erwärmende Salzlösung der Stoffgruppe NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl₂ und H₂O übertragen, die sowohl als flüssiger Wärmeträger als auch als flüssiger nicht kristallisierender Wärmespeicherstoff dient und als heiße Salzlösung in einem großvolumigen Wärmespeicher gespeichert und bei Energieerzeugungsmodus entspeichert und zur Vorwärmung der sich stufenweise entspannenden Druckluft genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsverhältnisse in den Verdichterstufen so gewählt werden, dass die Austrittstemperatur der Luft nach der Verdichtung nicht wesentlich über +200°C, vorzugsweise +180°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass als Druckluftspeicher ein bergbaulicher Hohlraum dient, vorzugsweise ein bergmännisch in einem Salzlager hergestellter Hohlraum oder eine durch Salzaussolung hergestellte Kaverne, in welchen die nach der Abkühlung mittels Salzlösung abgekühlte Druckluft eingespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmespeicher für die als Wärmeträger- und Wärmespeichermedium verwendete Salzlösung ein Hohlraum ohne Wärmetauschereinbauten, vorzugsweise ein großvolumiger bergbaulicher, in einem Salzlager angelegter Hohlraum oder eine durch Aussolung von Salz erzeugte Kaverne mit entsprechenden Zu- und Abführungen für kalte und heiße Salzlösung dient.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmeträger und Wärmespeicherstoff verwendete Salzlösung entweder als zweikomponentige Lösung aus nur einer Salzkomponente und Waser oder als mehrkomponentige Salzlösung aus mehreren Salzen und Wasser eingesetzt wird und diese eine solche Konzentration und Zusammensetzung hat, dass während des Erwärmens und Abkühlens keine Kristallisation von Salzen oder Salzhydraten stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Solkaverne zur Speicherung heißer Salzlösung der Kopfdruck so gewählt wird, dass die Temperatur der heißen ein- bzw. ausgespeicherten Salzlösung unterhalb des Siedepunktes der Salzlösung liegt, vorzugsweise 5 bis 10 K unterhalb des Siedepunktes.