Mit Wärmebatterien gegen Stromausfälle: Aus Infrarotstrahlen wird elektrische Energie

Mit einer Batterie, die elektrische Energie indirekt in Form von Wärme speichert, wollen Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge bei Boston die wetterbedingten Schwankungen der Erzeugung von Solar- und Windstrom ausgleichen. Das geht zwar auch mit Lithium-Ionen-Batterien, wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen und Pumpspeicherwerken. Doch die Wärmebatterie gehöre zu den günstigsten Lösungen.

Bis zu 1500 Grad Celsius

Wenn zu viel Strom erzeugt wird, der keine Abnehmer findet, etwa an sonnigen Tagen oder in stürmischen Nächten, soll er Widerstandsdrähte erhitzen. Diese wiederum sind in Blöcke aus reinem Kohlenstoff integriert, einem äußerst billigen Material, das unter Luftabschluss extreme Temperaturen verträgt ohne sich zu entzünden. Antora Energy im kalifornischen Sunnyval, eine Ausgründung aus dem MIT, das die Technik vermarktet, spricht von Temperaturen von bis zu 1500 Grad Celsius.

Vorhang auf zur Stromerzeugung

Anders als Flüssigsalzspeicher, die an solarthermischen Kraftwerken für eine gleichmäßigere Stromproduktion sorgen, nutzt Antora die Wärmestrahlen der heißen Kohlenstoffblöcke. Wenn Strom gebraucht wird fährt eine Art Vorhang zur Seite, sodass die infraroten Strahlen durch ein Fenster auf Thermophotovoltaik-Elemente. Das darin verwendete Material wandelt nicht das sichtbare Licht in Strom um, sondern das infrarote. Den Teil des emittierten Lichts, der nicht genutzt wird, reflektieren Spiegel hinter den Zellen zurück in den Kohlenstoffblock – die Wärme wird gewissermaßen recycelt. Solche Zellen werden unter anderem am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg entwickelt.

Zwei Megawatt pro Jahr im Visier

„In Kalifornien, Texas oder Kansas sieht gibt es bereits lange Perioden, in denen mehr Solarstrom produziert als verbraucht wird“, sagt David Bierman, MIT-Absolvent und einer der Gründer von Antora Energy. „Dieses Missverhältnis wollen wir beseitigen.“ Anfang des Jahres ging die Produktionsstätte des Unternehmens in Betrieb, die pro Jahr Wärmebatterien mit einer Gesamtnennleistung von zwei Megawatt herstellt.

Die erste Wärmebatterie baute Biermann mit seinem Studienkollegen Jordan Kearns bereits vor der industriellen Produktion im Jay Peak Resort in Vermont, einer Hotelanlage. Sie soll pro Jahr etwa 2500 Tonnen Kohlendioxid einsparen.

via MIT