BeHeWaDS - Angepasster Ultra-Hochleistungsbeton für Heißwasser-Druckspeicher, Teilvorhaben: Betonoptimierung mit Flugasche und Speicherintegration in den Kraftwerkspark

Description: Die Speicherung von elektrischem Strom ist wünschenswert, dürfte sich aufgrund einer ressourcenintensiven Umsetzung für das nächste Jahrzehnt in einem größeren Umfang jedoch noch schwierig gestalten. Die Speicherung von Wärmeenergie gilt hingegen als ein vielversprechender Ansatz. Wasser als Wärmespeicher ist zwar von den verwendbaren Materialien und der Umsetzung her eine relativ einfach umsetzbare Technologie, für saisonale Wärmespeicher ist die Energiedichte jedoch zu begrenzt. Um größere Energiemengen zu speichern, sind entsprechend große Wassermengen notwendig. Dazu müssen Wassertanks konstruiert werden, die zum einen große Mengen Wasser aufnehmen können, zum anderen über einen weiten Druck-Temperaturbereich stabil sind und einer dauerhaften zyklischen Beanspruchung standhalten. Gleichzeitig soll deren Herstellung preiswert und unkompliziert sein. Beton wurde bereits als preiswerter Baustoff solcher Tanks eingesetzt, jedoch konnten dabei lediglich Temperaturen des Wassers bis 95 °C realisiert werden, was die Menge an speicherbarer Energie stark limitiert. Das Vorhaben soll nun grundlegend die Auswirkungen der zyklischen Temperatur-Druck-Belastung auf Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) klären. Hierfür soll untersucht werden, wie die unterschiedlichen Mineralphasen auf die äußeren Bedingungen reagieren, und wie ggf. Modifikationen am Stoffsystem durchgeführt werden können, um die thermische Belastbarkeit des UHPC zu erhöhen. Die Machbarkeit soll anschließend an kleinen Testkörpern (ca. 10L Inhalt) geprüft werden, abschließend wird noch ein größerer Testtank (ca. 100 L Inhalt) erstellt. Um eine entsprechende Effizienzsteigerung beim Energiespeichervermögen zu erreichen sollen Temperaturen bis 200 °C bei einem Druck von 15 bar verwirklicht werden. Der Nachweis, dass der UHPC der zyklischen Belastung dauerhaft stand hält soll die Machbarkeit zur Entwicklung von Energiespeichertanks aus UHPC darlegen.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Ultrahochfester Beton ? Beton ? Baustoff ? Wassertemperatur ? Belastbarkeit ? Flugasche ? Wärme ? Wärmespeicher ? Warmwasser ? Tankbehälter ? Stromspeicher ? Energie ? Kraftwerk ? Nachhaltige Entwicklung ? Speicherung ? Effizienzsteigerung ? Einfachtechnologie ? Wassermenge ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Mitwirkende)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Dyckerhoff GmbH, Wilhelm-Dyckerhoff-Institut für Baustofftechnologie (Mitwirkende)
• FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. (Mitwirkende)
• Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Baustoffe und Bauchemie (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• VGB PowerTech e.V. (Betreiber*in)

Time ranges: 2018-09-01 - 2021-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: BeHeWaDS - Adapted ultra-high performance concrete for hot water pressure tanks; Subproject: Concrete optimisation with fly ash and reservoir integration into the power plant park
  Description: Electricity storage is desirable, but is likely to be difficult to implement on a larger scale over the next decade due to resource-intensive implementation. The storage of thermal energy, on the other hand, is considered a promising approach. Although water as a heat storage medium is a relatively easy technology to implement in terms of the materials used and their implementation, the energy density is too limited for seasonal heat storage. To store larger amounts of energy, correspondingly large quantities of water are required. For this purpose, water tanks have to be designed which, on the one hand, can absorb large quantities of water and, on the other hand, are stable over a wide pressure-temperature range and can withstand permanent cyclical stress. At the same time, their manufacture should be inexpensive and uncomplicated. Concrete has already been used as an inexpensive building material for such tanks, but only water temperatures of up to 95 degree Celsius could be achieved, which greatly limits the amount of energy that can be stored. The project will now fundamentally clarify the effects of cyclical temperature-pressure loading on ultra-high performance concrete (UHPC). For this purpose, it will be investigated how the different mineral phases react to the external conditions and how modifications of the material system can be carried out to increase the thermal load capacity of the UHPC. The feasibility will then be tested on small test specimens (approx. 10L content), and finally a larger test tank (approx. 100L content) will be constructed. In order to achieve a corresponding increase in the efficiency of the energy storage capacity, temperatures up to 200 degree Celsius at a pressure of 15 bar are to be realised. The proof that the UHPC can permanently withstand cyclical loading should demonstrate the feasibility of developing energy storage tanks made of UHPC. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1082008

Status

Aktiv

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