Verbundvorhaben TMS: Thermo-Mechanischer Stromspeicher; Teilvorhaben B: Teststand Dampf-Motor-Generator

Abstract

Der vorliegende Schlussbericht zum Verbundvorhaben „TMS – Thermo-Mechanischer Stromspeicher“ beschreibt die Arbeiten, welche im Rahmen des Teilvorhabens B „Teststand Dampf-Motor-Generator“ (FKZ: 03EI3017B) an der Hoch-schule Zittau/Görlitz (HSZG) im Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik (IPM) durchgeführt wurden. Ziel des Vorhabens war die Konzeptionierung und Entwicklung einer neuartigen Dampfkolben-Kombimaschine (um-kehrbare Fluidenergiemaschine) als Grundlage für einen sektorenkoppelnden thermo-mechanischen Stromspeicher. Diese Kombimaschine wurde prototypisch realisiert, in einem Versuchsaufbau im Zittauer Kraftwerkslabor integriert und dort experimentell untersucht. Gemeinsam mit dem Verbundpartner SPILLING Technologies GmbH (seit November 2023: Spilling Project Partner GmbH & Co. KG) erfolgten Konzeption, Konstruktion und Fertigung der prototypischen Kompressions- und Expansi-onskolbenmaschine sowie deren Peripherie. Parallel dazu wurde die Maschinen- und Leittechnikintegration in die Versuchsanlage THERESA (Thermische Energiespeicheranlage) vorgenommen sowie eine Modellierung des gesamten thermo-mechanischen Stromspeichers (TMS) mit integrierter Kombimaschine durchgeführt. Nach der Lieferung der Komponenten erfolgten Aufbau und Inbetriebnahme im Zittauer Kraftwerkslabor. Anschließend wurden mehrere Serien experimenteller Untersuchungen zur Bewertung des Betriebsverhaltens der Kombimaschine unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen durchgeführt. Diese Untersuchungen dienten auch der Validierung des Simulationsmodells. Abschließend wurden Optimierungsmaßnahmen abgeleitet und teilweise bereits umgesetzt.