Die Angabe einer Effizienz von bis zu 95% basiert auf umfangreichen Tests und Validierungen, die von unserer Leitenden Wissenschaftlerin und ihrem Team durchgeführt wurden. Dabei wurden verschiedene Betriebsparameter und Umgebungseinflüsse berücksichtigt, um die tatsächliche Effizienz unseres Energiespeichersystems zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass das System in den meisten Fällen eine Effizienz von mindestens 90% erreicht und unter bestimmten Bedingungen sogar bis zu 95% erreichen kann.
Verluste minimieren: Neue Ansätze zur Senkung von Wärmeverlusten bei sandbasierter Resistivheizung
Beim resistiven Erhitzen von Sand wird im Grunde genommen eine Effizienz von nahezu 100% erreicht, jedoch verringern Wärmeverluste über die Systemgrenzen hinweg zwangsläufig diese Effizienz. Unsere Lösung geht dieses Problem auf mehrere Arten an. Da Sand ein fester Stoff ist, erfolgt der Wärmetransport ausschließlich durch Wärmeleitung innerhalb des Speichers. Aufgrund der vergleichsweise geringen Wärmeleitfähigkeit des Sands fungieren die äußeren Teile des Speichers effektiv als Isolatoren für den Kern. Dadurch entsteht immer ein deutlich ausgeprägtes radiales Temperaturprofil im Inneren des Speichers.
Im Unterschied zu wasserbasierten Speichern, bei denen die Temperatur überall konstant ist, weisen die äußeren Schichten eines sandbasierten Wärmespeichers deutlich niedrigere Temperaturen als der Durchschnitt des Systems auf. Daher ist der Wärmetransport vom Kern zu den äußeren Schichten und schließlich in den umgebenden Raum nicht effektiv. Um diesen unerwünschten Effekt zu minimieren, setzen wir herkömmliche Isolierung an den Grenzen des Systems ein, obwohl der Sand selbst über isolierende Eigenschaften verfügt.
Unser System verwendet ein Wärmeübertragungsrohrsystem im Sand, um beim Entladen des Speichers die Grenzen zu priorisieren und beim Laden des Speichers den Kern zu priorisieren. Dadurch können wir einen Großteil der Wärme, der sonst in den äußeren Schichten verloren gehen würde, effizient nutzen. Die Wärme, die dem Kern des Systems zugeführt wird, benötigt jedoch viel Zeit, um die Grenzen zu erreichen.
Die Effizienz hängt stark von der Größe des Speichers ab. Ein kleinerer Speicher hat im Verhältnis zu seinem Volumen eine größere Oberfläche als ein größerer. Da der Wärmeverlust proportional zur Oberfläche ist, verliert ein kleinerer Speicher im Vergleich zu einem größeren mehr Wärme. Ein größerer Speicher hingegen kann aufgrund seines größeren Kerns die Wärme für eine längere Zeit speichern, ohne dass sie verloren geht.
Wärmespeicherung: Wie die Lagerdauer die Effizienz beeinflusst
Basierend auf unserer Modellierung und der Berücksichtigung aller dieser Faktoren behaupten wir, dass die von uns angebotenen großen 1 GWh-Speicher eine Effizienz von etwa 95% haben werden, wenn sie für normale Speicherzyklen von 1 bis 2 Wochen im Zusammenhang mit Windkraft verwendet werden. Im Gegensatz dazu erreicht der weltweit bekannte „Sandakku“ in Kankaanpää diese Effizienzwerte nicht, hauptsächlich aufgrund seiner begrenzten Kapazität von 8 MWh.
