DE4006965A1

DE4006965A1 - Hochtemperaturwaermespeicher

Info

Publication number: DE4006965A1
Application number: DE4006965A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Hensberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1991-09-12

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Wärmespeicher, die die eutektischen Wärmespeichereigenschaften von Salzen nutzen, die hierdurch hohe Wärmeenergiemengen hoher Temperatur, auf kleinem Raum und zu geringen Kosten speichern können und die durch Vakuumwärmeisolierungen Sonnenenergie langzeitig und verlustarm speichern können, wobei zum Einleiten und zum Ausleiten der Energie in das Salz bzw. Salzgemisch nur ein geringer und somit kostengünstiger Bedarf an hochwertigem Rohrmaterial erforderlich ist.

Die bekannten Wärmespeicher auf Salzbasis haben die Nachteile, daß zum Einleiten und Ausleiten der Wärmeenergie in diese Wärmespeicher, insbesondere bei größeren Energiemengen, hohe Temperaturdifferenzen zwischen der Salzspeichertemperatur und den Energieträgermedien erforderlich sind und daß hierdurch ein hoher Rohrmaterialbedarf von sehr teuerem Rohrmaterial erforderlich ist. Dies führt zu hohen, notwendigen Temperaturen im Energieeinleitungssystem, so daß in der Regel Natrium als Energieträger erforderlich wird, was zu enormen Sicherheitsanforderungen und zu einer wesentlichen Minderung des Wirkungsgrades bei der Energiespeicherung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile zu beheben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl zum Einleiten wie auch zum Ausleiten der Wärmeenergie in ein Salz oder Salzgemisch, eines Wärmespeichers auf Salzbasis, extrem viele, extrem dünne, relativ dünnwandige Rohre im Salz oder Salzgemisch parallel zueinander angeordnet sind, durch die ein Gas bzw. eine Flüssigkeit, z. B. Dampf hohen Druckes und hoher Temperatur, als Energieträger strömt, wodurch ein sehr guter Wärmeenergieübergang von den Rohren auf das Salz bzw. Salzgemisch erreicht wird. Der Energieübergang von den dünnen Rohren auf das Salz bzw. Salzgemisch ist einmal abhängig von der Wärmeleitfähigkeit der Salze, die relativ gering ist und von einem logarithmischen Gesetz, das bewirkt, daß der Wärmeübergang zum Salz von Rohren mit extrem kleinen Außendurchmessern nur wenig geringer ist, als bei Rohren mit wesentlich größeren Außendurchmessern.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt eines Hochtemperaturwärmespeichers dieser Erfindung.

Ein Hochtemperaturwärmespeicher nach dieser Erfindung, für eine Speicherenergie von 20 000 KWh ausgelegt, sei mit einem Salz 7 gefüllt, das bei etwa 600°C Speichertemperatur etwa 1 KWh nutzbare Wärmeenergie pro Liter Salz 7 speichern kann und somit ca. 20 000 Liter Salz 7 enthält. In diesem Salz 7 befinden sich zum Einleiten der Wärmeenergie 8000 Rohre 3 und zum Ausleiten der Wärmeenergie 7000 Rohre 4 von jeweils 3 mm Außendurchmesser, 2 mm Innendurchmesser und 2000 mm Länge aus temperatur- und korrosionsbeständigem Material. Die Rohre 3 und die Rohre 4 sind jeweils über Ringleitungen 6 zu einem Energieeinleitungssystem 1 bzw. Energieausleitungssystem 2 miteinander verbunden., Das Salz 7, das Energieeinleitungssystem 1 und das Energieausleitungssystem 2 sind durch ein vakuumwärmeisoliertes Gehäuse 5 umschlossen.

Dieses Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist nur ein Beispiel. Es sind noch viele weitere Ausführungen dieser Erfindung möglich.

Mit dieser Erfindung kann insbesondere erreicht werden, daß bei der Wasserstoffgewinnung aus Sonnenenergie, die Energiewandlung von Dampf in Strom und somit auch die Elektrolyse von Wasser, zur Gewinnung von Wasserstoff, sehr wirtschaftlich verstetigt wird. Das bedeutet eine vielfache Verringerung der Investitionen für Dampfleitungen, Kühlsysteme, Turbinen, Generatoren, hierzu notwendige Hilfseinrichtungen wie Gebäude und insbesondere für heute noch sehr aufwendige Elektrolyse-Anlagen zur Wasserstofferzeugung. Außerdem kann mit dieser Erfindung erreicht werden, daß im dezentralen Anwendungsbereich, z. B. mit Sonnenenergieverdichtern gewonnene Sonnenenergie über längere Zeiträume, bei nur geringen Energieverlusten, wirtschaftlich gespeichert werden kann und damit insbesondere zur Stromerzeugung in sonnenlosen Stunden zur Verfügung steht.

Bezugszeichenliste

1 Energieeinleitungssystem
2 Energieausleitungssystem
3 Rohr
4 Rohr
5 vakuumwärmeisoliertes Gehäuse
6 Ringleitung
7 Salz

Claims

Hochtemperaturwärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem Salz (7) oder Salzgemisch extrem viele, extrem dünne Rohre (3) bzw. Rohre (4) aus wärme- und korrosionsbeständigem Material, parallel zueinander angeordnet, befinden, die jeweils an beiden Enden, über Ringleitungen (6), zu einem Energieeinleitungssystem (1) und einem Energieausleitungssystem (2) zusammenführen, wobei das Energieeinleitungssystem (1), das Energieausleitungssystem (2) und das Salz (7) bzw. Salzgemisch durch ein korrosions- und wärmebeständiges, vakuumwärmeisoliertes Gehäuse (5) umschlossen sind und wobei als Energieträger flüssige oder gasförmige Medien, wie z. B. Natrium, Dampf unter hohem Druck oder Kohlendioxyd das Energieeinleitungssystem (1) bzw. das Energieausleitungssystem (2) durchströmen können und durch ein Temperaturgefälle zu dem wärmeenergiespeichernden Salz (7) oder Salzgemisch, Wärmeenergie an das Salz (7) oder Salzgemisch abgegeben bzw. entnommen wird.