Relevante Energieformen
Gespeicherte Energieform:
- hydrostatische Energie
Kurzbeschreibung
Druckflüssigkeitsspeicher (Hydrospeicher, hydropneumatische Speicher, Druckspeicher) haben die Aufgabe, ein Flüssigkeitsvolumen unter Druck, also hydrostatische Energie, aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. Druckflüssigkeitsspeicher stellen somit hydraulische Kapazitäten bereit und können kurzzeitig als Druckquelle arbeiten.
- Das Wirkprinzip basiert auf Verdichtung vorgespannter Gasvolumina (Eigenschaften: hohe Kompressibilität, hohe Druckbelastbarkeit, vernachlässigbar kleine Masse).
- Aufgrund druckabhängiger Absorbtion müssen Gas und Flüssigkeit durch Trennwände oder Kolben mit Dichtungen getrennt werden (je nach Bauart).
- Beim Laden und Entladen des Speichers finden polytrope oder adiate Zustandsänderungen des Gases statt.
- Entscheidend für den sicheren Betrieb eines hydraulischen Speichers ist die richtige Einstellung des Gasfülldrucks.
Funktionsskizze
MovGP0, Symbol Gas bottle with Gas tightener, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons
Berechnung des Umwandlungswirkungsgrades, typische Werte
- maximales Druckverhältnis: Verhältnis von maximalem Lastdruck p2 und Vorfülldruck p0
- Nutzungsgrad Θ: Verhältnis von maximal aufnehmbaren Flüssigkeitsvolumen ΔV und maximalem Gasvolumen V0
Subjektive Technologie-Portfolio-Analyse
| Technologieattratktivität | Industrielle Umsetzbarkeit | Umsetzbarkeit | Ist es technisch denkbar, diese Technologie zur Bereitstellung von Energieflexibilität einzusetzen? (Grün = Ja, Gelb = Ggf., Rot =Nein) | |
| Komplexität | Wie komplex wäre der Einsatz dieser Technologie zur Bereitstellung von Energieflexibilität? (Grün = einfach, Gelb = eher komplex, Rot = sehr komplex oder nicht möglich) | |||
| Anwendbarkeit bei Industriepartnern | Wäre eine Flexibilisierung solcher Anlagen bei Industriepartnern direkt möglich? (Grün = Ja, Gelb=Nur mit größeren Umbaumaßnahmen, Rot = Nein) | |||
| Einsatzhäufigkeit und Verbreitung | Verbreitung in Deutschland | Wie ist der Verbreitungsgrad der Technologie in Deutschland einzuschätzen? (Grün = hoch, Gelb = mittel, Grün = niedrig) | ||
| Umrüstaufwand und Integration | Technology Readiness Level | Wie weit ist die Technologie entwickelt? (Grün = TRL 7-9 Gelb = TRL 4-6, Rot = 1-3) | ||
| Umrüstaufwand zur nachträglichen Integration | Wie wird der Aufwand zur Befähigung der Anlage eingeschätzt? (Grün = niedrig ,Gelb = mittel, Grün = noch) | |||
| Ressourcenstärke | Übertragbarkeit | Übertragbarkeit | Wie gut lässt sich eine Lösung zur Flexibilisierung dieser Anlage auf andere Anlagen übertragen? (Grün = Technologien sind immer ähnlich aufgebaut, Lösungen sind also übertragbar, Gelb = Keine Aussage möglich, Rot = Sehr Prozessspezifisch bzw. standortspezifisch) | |
| Wirtschaftlichkeit | Spezifische Speicherkosten | Wie hoch sind die spezifischen Speicherkosten (Grün = niedrig , Gelb = mittel, Rot = hoch) | ||
| Spezifische Platzbedarf | Wie groß ist die volumetrische Speicherdichte (Grün = Hoch, Gelb = Mittel, Rot = Niedrig) | |||
| Speicherverluste | Wie groß ist die Verlustleistung über die Zeit? (Standverluste, Grün = Langzeitspeicher Gelb = Stundenspeicher, Rot = Kurzzeitspeicher) |
Entwicklungstendenz
Massenreduzierung mithilfe von Aluminium oder Composite-Werkstoffen unter Berücksichtigung der Anforderungen aus dem Leichtbau, Verwendung von Speichern mit alternativen Medien (gasseitig) –> anstatt Stickstoff z.B. He, CO2, Silikonpartikel
Anwendungsbeispiele
Hauptaufgaben hydraulischer Speicher:
- Deckung des Volumenstrombedarfs (schwankende Anforderungen, Beitrebsstörungen, Leckageausgleich)
- Abbau von Druckspitzen und Dämpfung von Druck- und Volumenstromschwankungen
- Einsatz als hydropneumatisches Federelement
Literaturverzeichnis
- D. Will, N. Gebhardt (2014.), Hydraulik, Spinger-Verlag Berlin Heidelberg, DOI 10.1007/978-3-662-44402-3_9