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Heißer Sand für erneuerbare Fernwärme: Polar Night Energy baut einzigartigen, kommerziellen Saisonspeicher

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Finnisches Cleantech-Startup Polar Night Energy speichert Wärme für die saisonale Nutzung in heißem Sand – erstes kommerzielles Projekt in Kankaanpää gestartet.

In Finnland entsteht jetzt der erste, kommerzielle Wärmespeicher auf Basis von heißem Sand. Die Technologie bietet eine große Chance, Fernwärme erneuerbar zu machen – und das nicht nur in Skandinavien, sondern auch in Deutschland. Der Wärmespeicher von Vatajankoski und Polar Night Energy hat eine Heizleistung von 100 Kilowatt und eine Kapazität von acht Megawattstunden. Die Anlage soll Wärme für das Fernwärmenetz des westfinnischen Energieversorgers Vatajankoski in der Stadt Kankaanpää liefern.

Der Speicher von Polar Night Energy wird auf dem Kraftwerksgelände von Vatajankoski platziert und wird Wärme für das Fernwärmenetz von Vatajankoski liefern. Es ist die weltweit erste kommerzielle Lösung zur Speicherung von Strom im heißen Sand zur Nutzung als erneuerbare Fernwärme.

Heute wird ein großer Teil der Heizenergie auf der Welt durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Holz erzeugt. Die Elektrifizierung des Wärmesektors ist einer der Schlüsselfaktoren auf dem Weg zur Erreichung der Klimaziele. Wärmespeicher sind ein wesentlicher Teil, der Strom- und Wärmesektor miteinander verbindet.

Polar Night Energy hat sich zum Ziel gesetzt, Wärme effizient und mit minimalem Kohlenstoff-Fußabdruck an die Endverbraucher zu liefern. Dies ist ein großer Schritt in Richtung klimaneutrale Fernwärme. Die sandbasierten Wärmespeicher des Cleantech-Startups können überall entlang eines Stromnetzes eingesetzt werden.

Als Material bietet Sand viele Vorteile: Er ist langlebig, kostengünstig, und kann in kleinem Volumen viel Wärme bei einer Temperatur von etwa 500-600 Grad Celsius speichern,.

Markku Ylönen, CTO von Polar Night Energy

Vatajankoski nutzt die vom Speicher bereitgestellte Wärme, um die Abwärme der eigenen Datenserver, die für die Vermietung von Hochleistungsrechenkapazitäten vorgesehen sind, zu nutzen. Je nach Jahreszeit muss die Temperatur der 60-Grad-Abwärme der Server auf 75-100 Grad erhöht werden, bevor sie in das Fernwärmenetz eingespeist wird.

Entscheidend für den Erfolg des Projekts ist das Wärmeübertragungssystem, das den effektiven Energietransport sicherstellen soll. Außerdem ist die Isolierung maßgeblich, um Verluste zwischen dem Groß-Wärmespeicher und er Umgebung selbst bei langer Lagerzeit über Monate so gering wie möglich zu halten.

Im Inneren des Sandes bauen wir unser Wärmeübertragungssystem auf, das einen effektiven Energietransport zum und vom Speicher ermöglicht. Die richtige Isolierung zwischen dem Speicher und der Umgebung sorgt für eine lange Lagerzeit, bis zu Monaten, mit minimalen Wärmeverlusten. Die Größe des Speichers ist beinahe beliebig skalierbar – bis zu Tausenden von Kubikmetern. Auch die unterirdische Platzierung ist möglich, ggf. auch die Verwendung von existierenden Kavernen.

Der eigentliche Wärmespeicher ist ein etwa 4 Meter breiter und 7 Meter hoher Stahlcontainer mit dem patentierten und automatisierten Wärmespeichersystem von Polar Night Energy im Inneren. Vatajankoski wird den Standort vorbereiten, um im Laufe des Sommers für die Installation des Wärmespeichers bereit zu sein. Der komplette Stahlcontainer wird im Frühherbst 2021 an die Baustelle geliefert und dort aufgestellt. Dann wird er mit Sand befüllt, fertiggestellt und an das Stromnetz und das Fernwärmenetz angeschlossen.

Nach den Plänen der beiden Partner wird der Wärmespeicher schon Ende dieses Jahres bereit sein, Wärme an die Kunden von Vatajankoski zu liefern. Die vollständige Nutzung des Speichers wird im Laufe des Jahres 2022 beginnen.

Erfolgreiches Pilotprojekt von Polar Night Energy

Polar Night Energy hat ein Testpilotprojekt (3 Megawattstunden) in Hiedanranta, Tampere. Es ist an ein lokales Fernwärmenetz angeschlossen, und versorgt bereits einige Gebäude mit Wärme. Der Pilot ermöglicht die Prüfung, Validierung und Optimierung der Wärmespeicherlösung. Im Pilotprojekt wird die Energie zum Teil von einer 100 Quadratmeter großen Solaranlage und zum Teil aus dem Stromnetz bezogen.

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