Demonstrator HTS600 versorgt seit über drei Jahren Stadtquartier mit Strom und Wärme
Der im Realeinsatz arbeitende HTS-Demonstrator (HTS600) wurde unter der wissenschaftlichen Leitung der THM im Forschungsprojekt FlexQuartier Gießen aufgebaut. Zusammen mit einem Batteriespeicher, einem 40 m³ Warmwasserspeicher und zwei Wärmepumpen bildet der HTS600 das Herzstück der Energiezentrale im FlexQuartier. Während der Beladung werden bis zu 600 kW Strom mittels integrierter Widerstandsheizelemente in Wärme gewandelt und in keramischen Festkörpern auf max. 1.200 °C gespeichert. Insgesamt beläuft sich die Speichermasse auf rund 27 Tonnen, wodurch der Speicher über den gesamten nutzbaren Temperaturbereich eine thermische Kapazität von 10 MWh aufweist. Bei Strom- und Wärmebedarf wird die Wärme an einen Luftstrom übertragen, welcher eine Rückverstromungseinheit auf einem Temperaturniveau von 900 °C versorgt. Die Rückverstromung basiert auf einer extern-beheizten Mikrogasturbine im elektrische Leistungsbereich von 30 kW. Nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung kann bei der Entladung neben dem erzeugten Strom noch bis zu 120 kW Fernwärme bereitgestellt werden.
Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme befindet sich der HTS600 nun seit über drei Jahren in intensiver Erprobungsphase. In dieser Zeit sind diverse Versuchsreihen und Stresstests ohne Defekte oder nennenswerte Störungen durchgeführt worden, wobei wesentliche Design-Parameter durch die Versuche bestätigt werden konnten:
Die thermische Kapazität des HTS wurde im Temperaturbereich bis 1.150 °C erfolgreich erprobt und mit einem digitalen Zwilling validiert.
Bei einer mittleren Speichertemperatur von 900 °C beläuft sich die Selbstentladungsrate des HTS auf ca. 3,7 % pro Tag, was den Einsatz auch als Wochenspeicher wirtschaftlich attraktiv macht.
Der gemessene Beladungswirkungsgrad beträgt 96 %.
In Rückverstromungsversuchen kann die zuvor gespeicherte Wärme über 45 Stunden genutzt werden, wobei netzdienlicher Strom erzeugt und gleichzeitig Wärme in das Gießener Fernwärmenetz eingespeist wird.
Das Forschungsteam der THM arbeitet aktuell zusammen mit Powerlith an weiteren Optimierungen sowie dem automatisierten Quartiersbetrieb, der noch für 2026 geplant ist. Erste Umbaumaßnahmen zur Verbesserung der Wärmeauskopplung und der Rückverstromungseinheit sind kürzlich erfolgreich umgesetzt worden, und erlauben nun einen auf Leistung und Effizienz optimierten Betrieb der Speicheranlage.
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