Unsere Behauptung der Effizienz von bis zu 95% basiert auf einer fundierten wissenschaftlichen Untersuchung, die von unserer Leitenden Wissenschaftlerin durchgeführt wurde. Sie hat eine Reihe von Experimenten und Analysen durchgeführt, um die Leistung unseres Energiespeichersystems zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass das System unter idealen Bedingungen eine Effizienz von bis zu 95% erreichen kann, was bedeutet, dass nur ein geringer Prozentsatz der eingespeisten Energie verloren geht.
Grenzen überwinden: Lösungen zur Verbesserung der Effizienz bei resistiver Erhitzung von Sand
Die resistive Erhitzung von Sand weist im Wesentlichen eine Effizienz von nahezu 100% auf, jedoch wird diese Effizienz durch Wärmeverluste über die Systemgrenzen hinweg zwangsläufig verringert. Unsere Lösung begegnet diesem Problem auf mehrere Arten. Da Sand ein fester Stoff ist, erfolgt der Wärmetransport ausschließlich durch Wärmeleitung innerhalb des Speichers. Da die Wärmeleitfähigkeit von Sand eher niedrig ist, dienen die äußeren Teile des Speichers effektiv als Isolatoren für den Kern. Dadurch entsteht im Inneren des Speichers stets ein deutlich ausgeprägtes radiales Temperaturprofil.
Im Vergleich zu wasserbasierten Speichern, die eine gleichmäßige Temperatur im gesamten System aufweisen, haben die äußeren Schichten eines sandbasierten Wärmespeichers deutlich niedrigere Temperaturen als der Durchschnitt des Systems. Dadurch wird die Wärme nicht effektiv vom Kern zu den äußeren Schichten und schließlich in den umgebenden Raum übertragen. Um diesen Effekt auszugleichen, verwenden wir zusätzlich zur selbstisolierenden Eigenschaft des Sands herkömmliche Isoliermaterialien an den Grenzen des Systems.
Dank des Wärmeübertragungsrohrsystems im Sand können wir beim Entladen des Speichers die Grenzen priorisieren und beim Laden des Speichers den Kern priorisieren. Das bedeutet, dass selbst wenn ein Teil der Wärmeleitung zu den äußeren Schichten erfolgt, wir einen beträchtlichen Anteil davon nutzen können, anstatt dass sie verloren geht. Die Wärme, die dem Kern des Systems zugeführt wird, benötigt jedoch eine lange Zeit, um die Grenzen zu erreichen.
Die Effizienz wird stark von der Größe des Speichers beeinflusst. Dies liegt daran, dass ein kleinerer Speicher im Verhältnis zu seinem Volumen eine größere Oberfläche hat als ein größerer. Da der Wärmeverlust im Wesentlichen proportional zur Oberfläche ist, führt eine größere Oberfläche zu einem höheren Wärmeverlust. Daher kann der Kern eines größeren Speichers die Wärme für eine längere Zeit speichern, bevor sie verloren geht.
Einfluss der Nutzungszeit auf Effizienz von Wärmespeichern
Wenn wir all diese Faktoren in unsere Modellierung einbeziehen, kommen wir zu dem Schluss, dass die von uns angebotenen großen 1 GWh-Speicher bei normalen windkraftorientierten Speicherzyklen von 1 bis 2 Wochen eine Effizienz von etwa 95% aufweisen werden. Im Gegensatz dazu kann der weltbekannte „Sandakku“ in Kankaanpää diese Effizienzwerte nicht erreichen, da er aufgrund seiner begrenzten Kapazität von 8 MWh nicht in der Lage ist, die gleiche Effizienz zu erzielen.
