Warmteopslag
Warmteopslag in gesmolten zouten
Warmte kan opgeslagen worden in zouten. Een dergelijk zout kan een mengsel zijn van natriumnitraat (NaNO3) en kaliumnitraat (KNO3). Natriumnitraat wordt ook wel chilisalpeter genoemd; kaliumnitraat staat ook bekend als salpeter. Het zoutmengsel smelt bij ongeveer 220 oC en wordt in vloeibare toestand in een koud-zout-reservoir opgeslagen bij ongeveer 290 oC. Bij een zonnecentrale bijvoorbeeld wordt, met het geconcentreerde zonlicht, het zout verwarmd tot ongeveer 565 oC en opgeslagen in een heet-zout-reservoir. Tijdens piekuren wordt het zout uit het hete reservoir gepompt. De warmte wordt gebruikt om stoom te produceren voor de stoomturbine waarmee elektriciteit wordt gegenereerd. Nadat het zout zijn energie heeft afgestaan wordt het weer opgeslagen in het koude reservoir. Op een tank van 9 meter hoog en 25 meter diameter, gevuld met heet zout, kan een 100 MW turbine 4 uur op vol vermogen draaien. Behalve tijdens piekuren wordt de warmteopslag ook gebruikt om gedurende de nacht, of in tijden dat er weinig zonne-energie is, nog een tijd door te kunnen draaien op de opgeslagen energie.
Het Noorse bedrijf Kyoto ontwikkelt een variant van warmteopslag met zouten. In plaats dat de zouten worden opgewarmd met zonlicht worden de zouten opgewarmd met elektrische verwarmingselementen. Het eerste werkende Kyoto systeem, Heat Cube genaamd, is geïnstalleerd in een elektriciteitscentrale in Denemarken. Het systeem kan ook direct warmte leveren aan industriële processen. Volgens een schatting zijn de kosten van een dergelijk thermisch opslagsysteem met gesmolten zouten ongeveer 21 tot 25 euro per kilowattuur [New Scientist].
Voorbeelden van warmteopslag in zouten
Warmteopslag in gesmolten zouten wordt onder andere gebruikt bij zonnecentrales in Spanje en de Verenigde Staten. Vermogens reiken van 50 tot en met 500 MW, de energie-inhoud van 100 tot 11.000 MWh. De Spaanse zonnecentrale Andasol Solar Power Station in Granada bijvoorbeeld heeft een vermogen van 135 MW en heeft een opslagsysteem op basis van gesmolten zout met een capaciteit van 1030 MWh. Met dit systeem kan meer dan 7 uur op vol vermogen worden gedraaid [Wikipedia] .
Warmteopslag in stenen
Het Amerikaanse bedrijf Rondo Energy ontwikkelt een opslagsysteem gebaseerd op grote stapels bakstenen, die tussen twee elektrische verwarmingselementen liggen. In tijden van energie overvloed worden de bakstenen door de verwarmingselementen verhit tot 1500 graden. In tijden van een energietekort kan de warmte uit de stenen direct worden gebruikt in industriële processen of de hitte kan worden gebruikt om een turbine aan te drijven die een elektrische generator aandrijft om elektriciteit op te wekken. Het bedrijf gaat twee baksteenbatterijen installeren bij twee fabrieken van de sterke drank producent Diageo. Volgens schattingen bedragen de kosten van de een dergelijk systeem 9 tot 14 euro per kilowattuur [New Scientist].