Luft-Clathrat Energiespeicher
- In dieser Arbeit wird ein Luft-Clathrat Energiespeicher entworfen, der die Speicherung von elektrischer Energie bei einer Speicherdauer von etwa einem Tag ermöglichen soll. Als Speichermedium dient Luft. Die Luft wird zuerst komprimiert (Einspeichern der elektrischen Energie) und anschließend bei Temperaturen oberhalb des Wasser-Gefrierpunkts (mindestens 274 K, Drücke ab etwa 170 bar) zu Luft-Clathrat synthetisiert. Gespeichert wird das Luft-Clathrat in einem offenen Tank, der aufgrund des Selbstkonservierungseffekts bei moderaten Bedingungen von 1 bar und bei einer Temperatur von 271 K gehalten werden kann. Durch das Hinzufügen von Promotern zum Luft-Clathrat, lässt sich das Luft-Clathrat bei niedrigeren Drücken (< 50 bar) und bei leicht höheren Temperaturen (ca. 280 K) synthetisieren. Bei den Druck- und Flüssigluftspeichern handelt es sich um ähnliche Speicher, da bei diesen Luft ebenfalls als Speichermedium dient. Vorteile des Luft-Clathrat Energiespeichers gegenüber den Druck- und Flüssigluftspeichern liegen darin, dass dieser bei milderen Bedingungen (Druck, Temperatur) die Luft speichert und für die Speicherung der Luft keine Kaverne benötigt, wie es bei den Druckluftspeichern der Fall ist. In der folgenden Masterarbeit werden drei Systeme des Luft-Clathrat Energiespeichers thermodynamisch modelliert. Das isotherme und isentrope System dienen als ideale Systeme, während das reale System an die Wirklichkeit angenähert wird. Für das reale System wird bei reinem Luft-Clathrat ein Zykluswirkungsgrad von ca. 17 %, eine gravimetrische Energiedichte von ca. 22 Wh/kg und eine volumetrische Energiedichte von ca. 21 kWh/m3 erreicht. Mit Promotern konnte der Zykluswirkungsgrad auf ca. 47 % bei einer gravimetrischen Energiedichte von ca. 11 Wh/kg und einer volumetrischen Energiedichte von ca. 10 kWh/m3 erhöht werden.
Author: | Christian Hartmann |
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DOI: | https://doi.org/10.25924/opus-3923 |
Subtitle (German): | Ein thermodynamisches Modell |
Advisor: | Babette Hebenstreit, Stefan Arzbacher |
Document Type: | Master's Thesis |
Language: | German |
Year of publication: | 2021 |
Publishing Institution: | FH Vorarlberg (Fachhochschule Vorarlberg) |
Granting Institution: | FH Vorarlberg (Fachhochschule Vorarlberg) |
Release Date: | 2021/02/23 |
Tag: | Energiespeicher; Luft-Clathrat; Luftspeicher |
Number of pages: | XI, 109 |
DDC classes: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften |
Open Access?: | ja |
Course of Studies: | Energietechnik und Energiewirtschaft |
Licence (German): | UrhG - The Austrian Copyright Act applies - Es gilt das österr. Urheberrechtsgesetz |