[color=nicht erlaubt]Wärmespeicher, Fernwärmespeicher, Thermochemische Wärmespeicher, Latentwärmespeicher[/color]
Zitat aus WIKI "Latentwärmespeicher" Ein Latentwärmespeicher (vom lateinischen latere ‚verborgen sein‘; deshalb auch die Bezeichnung latente Wärme) ist eine Einrichtung, die thermische Energie verborgen, verlustarm, mit vielen Wiederholzyklen und über lange Zeit speichern kann.
Man nutzt dazu sogenannte Phasenwechselmaterialien (engl. phase change materials, PCM), deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern können.
Beispiele sind Wärmekissen, Kühlakkus oder mit Paraffin gefüllte Speicherelemente in den Tanks von solarthermischen Anlagen.
Latente Wärme hat geschrieben:Als latente Wärme („latent“ lat. für „verborgen“) bezeichnet man die bei einem Phasenübergang erster Ordnung aufgenommene oder abgegebene Energiemenge (Wärme).
Latent heißt sie deshalb, weil sich dabei die Temperatur nicht ändert. Dagegen heißt die für eine Temperaturerhöhung aufgebrachte Energiemenge [color=nicht erlaubt]fühlbare Wärme[/color].
Die Wärmemenge hängt von der Art des Stoffes und des Phasenüberganges ab und natürlich von der Menge der Substanz.
Einheiten
Die latente Wärme einer bestimmten Stoffmenge hat als Energie die Einheit Joule.
Die auf die Masse bezogene spezifische latente Wärme hat die Einheit Joule/Kilogramm.
Auf die Stoffmenge bezogen („molare latente Wärme“) ist die Einheit Joule/Mol.
Bedeutung
Die latente Wärme spielt vor allem in der Meteorologie eine wichtige Rolle, in Bezug auf die Phasenübergänge des Wassers in der Erdatmosphäre. Auf einer feuchten Erdoberfläche oder gar Wasserfläche wird ein Großteil der Sonnenenergie in die Verdunstung von Wasser investiert. Dabei werden bei 20 °C etwa 2450 Kilojoule pro Kilogramm Wasser umgesetzt.
Eine Änderung der Lufttemperatur tritt dabei nicht auf, die Energie wird also sozusagen im gasförmigen Aggregatzustand des Wassers gespeichert.
Da diese Speicherung reversibel ist, wird die gleiche Energiemenge wieder frei, wenn ein aufsteigendes Luftpaket das Kondensaktionsniveau erreicht und der Wasserdampf kondensiert. Die ursprünglich am Boden durch die Sonneneinstrahlung bereitgestellte Energie wird also in größeren Höhen wieder frei und trägt dort zu einer Temperaturerhöhung bei.
Dadurch kommt es zur Ausbildung eines feucht adiabatischen Temperaturgradienten, die Atmosphäre wird also nach oben langsamer kälter, als ohne die latente Wärme bei einem trocken adiabatischen Gradienten zu erwarten wäre.
Funktionsprinzipien
Latentwärmespeicher funktionieren durch die Ausnutzung der Enthalpie thermodynamischer Zustandsänderungen eines Speichermediums. Das dabei am häufigsten genutzte Prinzip ist die Ausnutzung des Phasenübergangs fest-flüssig und umgekehrt ([color=nicht erlaubt]Erstarren-Schmelzen[/color]).
Beim Aufladen des Inhalts kommerzieller Latentwärmespeicher werden meist spezielle Salze oder Paraffine als Speichermedium geschmolzen, die dabei sehr viel Wärmeenergie (Schmelzwärme) aufnehmen, wie z. B. Dikaliumhydrogenphosphat-Hexahydrat. Das Entladen findet als Erstarren statt, [color=nicht erlaubt]wobei das Speichermedium die zuvor aufgenommene große Wärmemenge als Erstarrungswärme wieder an die Umgebung abgibt.[/color]
Micronal® PCM ist ein sogenanntes Phasenwechselmaterial, das innerhalb des Raumtemperatur- und Wohlfühlbereiches des Menschen, d.h. um 21°C, 23°C oder 26°C, einen Phasenwechsel von fest nach flüssig vollzieht und dadurch sehr große Mengen an Wärme aufnehmen kann, welche ohne Micronal® PCM zu überhöhten Innenraumtemperatur führen würden.
Dieses Prinzip der latenten Wärmespeicherung ist vergleichbar mit einem Eiswürfel, der während seines Schmelzvorgangs ein Getränk konstant bei 0°C hält. Micronal® PCM nutzt diesen einfachen physikalischen Effekt zur gezielten Stabilisierung der Raumtemperatur.
Es enthält im Kern der Mikrokapsel (Größe ca. 5 tausendstel Millimeter) ein Latentwärmespeichermaterial aus einer speziellen Wachsmischung, welches bei Temperaturanstieg über eine definierte Temperaturschwelle (21°C, 23°C oder 26°) die überschüssige Wärmeenergie absorbiert. Diese wird im im flüssigen Wachs zwischengespeichert und bei Absenkung der Temperatur unter die Temperaturschwelle wieder abgegeben.
Während die Beladung des Speichers durch die tagsüber anfallenden Wärmeeinträge eigenaktiv ab einer definierten Temperatur stattfindet, kann eine Entladung des Speichermaterials sowohl durch natürliche Ventilation, mechanische Lüftung oder auch durch regenerative oder konventionelle Kühlkonzepte erfolgen.
Als Bestandteil eines funktionalen Gebäudekonzeptes können mit Micronal® PCM Latentwärmespeichern beste Ergebnisse hinsichtlich passivem Überhitzungsschutz, Stabilisierung der Raumtemperaturen und effizienter Nutzung von Flächenkühlsystemen erzielt werden.
Thermochemische Speicher sollen für konstante Last sorgen
Die Energiewende fordert neue Herangehensweisen für mehr Flexibilität konventioneller Kraftwerke
Mit dem Projekt „Thermochemischer Energiespeicher für thermische Kraftwerke und industrielle Wärme“ (TcET) wollen Forscher der TU München fossile Kraftwerke flexibler machen. Der Trick dabei: Wird eine geringe oder keine elektrische Leistung benötigt, fährt die Anlage nicht bis zum Stillstand herunter. Die überschüssige Energie wird stattdessen in thermochemischen Speichern zwischengelagert.
Das Ziel von TcET ist es daher, die Leistung von Kraftwerken konstant zu halten – um am Ende eine höhere Flexibilität zu erreichen. Liegt die Feuerungsleistung oberhalb der elektrischen Leistung, so wird die überschüssige Energie sinnvoll genutzt und in thermochemischen Energiespeichern zwischengelagert. Als Speichermaterial ist zum Beispiel Kalzium in Form von Kalziumoxid (gebrannter Kalk) und Kalziumhydroxid (gelöschter Kalk) denkbar. Beide Stoffe binden eine unterschiedlich hohe Energiemenge pro Gewichtseinheit. Durch eine chemische Reaktion reagiert Kalziumhydroxid zu Kalziumoxid. Fachleute sprechen vom Beladen des Speichermaterials. Der so entstandene Stoff lagert anschließend bei Umgebungstemperaturen. Bei einer Rückverstromung reagiert das beladene Speichermaterial mit Wasser unter starker Hitzeentwicklung zu Kalziumhydroxid.
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