Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 06/2019 - 09/2023 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
EU Horizon 2020 |
| Kooperationspartner: | TWI Limited, UK; VITO, Belgium; Zorlu, Turkey; CEA, France; Atlas Copco, Belgium; EGEC, Belgium; Spike Renewables, Italy; Orkuveita Reykjavikur SF, Iceland; University of Iceland, Iceland; METU, Turkey; Bertin Technologies, France; Gerosion, Iceland; Kadir Has Universitesi, Turkey; Technovative Solutions, UK; Flowphys, Norway; P. Vald, Iceland; COSVIG, Italy; Nyskopunarmidstod Islands, Iceland |
| Webseite: | geosmartproject |
| Projektfokus: |       |
GeoSmart
Technologien für geothermische Kraftwerke zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit durch intelligenten und flexiblen Betrieb
Biologisch inspirierter, fraktaler Plattenwärmetauscher.
Zeichnung eines Wärmetauschers zum Laden und Entladen eines PCM-Wärmespeichers.
Geothermische Kraftwerke werden derzeit als Grundlastkraftwerke betrieben, da die Flexibilität zur Drosselung des Bohrlochs begrenzt ist, ohne dass es dabei zu Problemen mit Skalierung und Ermüdung der Auskleidung kommt. Die Anlagen sind auf maximale Effizienz bei der Nennleistung ausgelegt. In künftigen Stromnetzen sollen geothermische Kraftwerke darauf ausgelegt sein schnell und flexibel zu arbeiten.
Das Projekt GeoSmart zielt auf die Optimierung und Demonstration von Innovationen zur Verbesserung der Flexibilität und Effizienz von geothermischen Wärme- und Stromsystemen ab. Im Rahmen des Projekts werden Demonstrationsanlagen in Insheim (Deutschland) und im Kraftwerk Kizildere 2 in der Türkei errichtet. Das Fraunhofer ISE ist im Rahmen des Projekts für drei Aspekte verantwortlich.
Der erste ist die Evaluierung eines alternativen Wärmespeicherkonzepts auf der Basis von Phase Change Materials (PCM). Entsprechend den Betriebsbedingungen der Anlage wurden verschiedene Materialien ausgewählt und auf ihr Speicher- und Alterungsverhalten hin untersucht. Zusätzlich wurde am Fraunhofer ISE ein Plattenwärmetauscherkonzept entwickelt (siehe Abbildungen). Beide Themen wurden im Hinblick auf die Systemanforderungen und die wirtschaftliche Machbarkeit untersucht.
Der zweite Schwerpunkt ist die Bewertung verschiedener Konzepte zur Einbindung von Solarthermie oder Wärme aus Biomasse in geothermische Kraftwerke. Nach eingehender Literaturrecherche hat das Fraunhofer ISE Referenz-Geothermie-Kraftwerke modelliert, um deren Funktionsweise besser zu verstehen und ein Leistungsbenchmark zu erstellen. In einem weiteren Schritt werden hybride geothermische und solarthermische Kraftwerke modelliert, um die technische und wirtschaftliche Machbarkeit zu untersuchen und potenzielle Standorte für einen möglichen Einsatz zu identifizieren.
Schließlich wird eine Analyse der Systemintegration in das europäische Energie-/Stromsystem durch Anwendung des Energiesystemmodells ENTIGRIS des Fraunhofer ISE durchgeführt. Diese Analyse ermittelt die Marktfähigkeit der Geothermie, ihre Fähigkeit, die Anforderungen des europäischen Stromnetzes zu erfüllen, und wird zeigen, wie thermische Geosolarkraftwerke letztlich zu einer höheren Flexibilität des Stromnetzes beitragen können.