Die Kraftblock-Technologie im Detail.

01 Das Energiespeichersystem

Jeder Energiespeicher ist immer in ein System integriert, das die drei Aspekte eines Speicherzyklus umsetzt: Aufladen, Speichern, Entladen. Kraftblock ist ein thermischer Energiespeicher, die Energie, die in den Speicher ein- und ausgeht, ist Wärme. Die Anwendungsfälle für ein Energiespeichersystem variieren je nachdem, wann und wie viel Energie geladen und entladen werden kann. So kann man beispielsweise billigen Strom in Zeiten verlagern, in denen Strom teuer ist, oder Energie aus sonnigen Tagen in der Nacht oder am nächsten Tag nutzen. Auch Abwärme aus Rauchgasen wird durch die Integration eines Speichers flexibel.

Kraftblock bedient mit seinem Speichersystem sowohl industrielle Prozesse als auch Energieversorger und Lieferanten. Die Kraftblock-Lösung kann von wenigen Minuten bis zu zwei Wochen speichern, was eine große Flexibilität bei der Verknüpfung von Energieerzeugung und -versorgung bedeutet.

Typische Speicherparameter von Kraftblock:

• Speichertemperaturen zwischen 350°C und 1.300°C
• Kleinste Lade-/Entladeleistung: 300kW
• Entladung bei Speichertemperatur oder auf niedrigerem Temperaturniveau.

Das Besondere eines Hochtemperaturspeichers sind niedrigere Investitions- und Betriebskosten. Aufgrund der höheren Temperatur ist die Kapazität des Speichers höher und damit bedarf es weniger Platz für die Anlage, was auch weniger Stahl und Isolierungsmaterial bedeutet. Betriebskosten werden gespart, weil Strom aus günstigen Zeiten genommen werden kann, Abregelung verhindert wird und der Verlust von Abwärme reduziert wird.

Der Betrieb des Kraftblock-Systems ist auch aufgrund des modularen Ansatzes ebenfalls sehr flexibel. Verschiedene Module können gleichzeitig verschiedene Funktionen ausführen, z. B. Laden, Speichern oder Entladen. So ist es möglich, einen Prozess rund um die Uhr mit Energie aus Speichermodulen zu versorgen, die unabhängig voneinander steuerbar sind.

02 Laden und Entladen mit Kraftblock

Der Kraftblock-Speicher ist eine Plattformtechnologie: Wir nutzen üblicherweise den selben Speicher für jede Energiequelle und Anwendung. Kraftblock kann den Speicher mit verschiedenen Lade- und Entladekomponenten verbinden, um die beste individuelle Lösung bereitzustellen.

Im Fall von Abwärme, kann das Abgas meistens direkt in den Speicher geleitet werden. Die Mindestanfordung zusätzlich zu der Mindestleistung ist ein Temperaturniveau von 350°C oder mehr. Dabei können wir das Gas oft vor der Reinigung nehmen und diese Temperaturen abnehmen. Je nach Zusammensetzung des Rauchgases und der Anwendung, integrieren wir gegebenenfalls einen Wärmetauscher. Im Fall von Strom als Energiequelle wandeln wir die Elektrizität in Wärme um mit einem Widerstandserhitzer, der Luft erhitzt.

Das heiße Rauchgas oder Luft wird in den Speicher eingeblasen, wo das Material durch Erhitzung die Energie aufnimmt. Der Ladevorgang endet an einem bestimmten Punkt und der Speicherzyklus beginnt. Wenn die Wärme benötigt wird, wird Umgebungsluft durch den Speicher geblasen. Die Wärme des Materials überträgt sich auf die Luft und nach dem Speicher wird die Temperatur je nach Bedarf angepasst. Damit kann in einem Bereich zwischen der maximalen Speichertemperatur und 50°C entladen werden.

Die Energie kann auch von Luft auf andere Wärmeträger übertragen werden. Das Kraftblock-System kann die Wärme als Luft, Dampf, Gas, Thermoöl, Wasser oder andere Übertragungsmedien abgeben, angepasst auf die Infrastruktur des Prozesses. Im Gegensatz zu Batterien gibt es bei einem Kraftblock-Speichersystem auch kein festes Verhältnis zwischen Lade- und Entladeleistung. Das heißt, dass beispielsweise 3 MW geladen, aber z. B. 1 MW oder 7 MW entladen werden können. Dadurch ist die Flexibilität beim Laden und Entladen, um Energieverbrauch und Betriebskosten zu steuern, größer.

Der Wirkungsgrad von Strom zum Speicher und zum Prozess beträgt über 95 %. Mit Abwärme ist der Wirkungsgrad sogar noch höher. Der Energieverlust des Speichers sind minimal.

03 Das Speichermaterial

Ebenso wichtig wie die Art und Weise, wie wir Energie laden und entladen, ist die Art und Weise, wie wir sie speichern. Das Material ist der entscheidende Teil in Bezug auf Kapazität, Effizienz und Nachhaltigkeit. Kraftblock hat ein neues, sensibles Material, eine Mischung aus mehreren Stoffen mit einer besonderen Rezeptur, entwickelt. Der Großteil davon ist ein nachhaltiges und kostengünstiges Produkt: Bis zu 85 % des Materials besteht aus wiederverwerteten Materialien wie Stahl- oder Glasschlacke. Damit nutzen wir ein unkritisches Abfallprodukt, von dem es nicht zu Lieferengpässen kommen kann, da es seit Beginn der Stahlindustrie auf Deponien in der ganzen Welt liegt.

Außerdem hat das Kraftblock-Material eine lange Lebensdauer durch die stabile Schlacke: Es wurde 15.000 Zyklen lang getestet, ohne dass eine Degradierung festgestellt wurde. Das ist etwa 50% länger als das Maximum an Batteriespeichern und bei einmaliger Verwendung pro Tag hat das Kraftblock-Material eine Lebensdauer von mehr als 40 Jahren.

Unser Team hat aus mehreren Gründen ein neues Material entwickelt:

Jedes Feststoff-Speichermaterial hat eine spezifische Wärmekapazität und eine spezifische Leitfähigkeit. Diese Parameter können nicht verändert werden und müssen so verwendet werden, wie sie sind. Kraftblock hat ein Material entwickelt, das leicht modifiziert und an die Anwendung angepasst werden kann, da es aus verschiedenen Materialien gemischt wird.

Die meisten bestehenden Materialien sind auf einen bestimmten Temperaturbereich beschränkt. Kraftblock hat ein stabiles Material entwickelt, das massiven Temperaturabfällen standhält und somit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann.

Natürliche Materialien wie Basalt sind je nach Lieferkette mehr oder weniger nachhaltig. Künstliche Materialien wie Aluminium- oder Magnesia-Steine erfordern große Mengen an Energie für ihre Herstellung. Kraftblock hat daher ein nachhaltiges Material entwickelt, das nach dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft arbeitet und billige Materialien aus Mülldeponien in die Rezeptur einbezieht. Obwohl das Material Temperaturen von bis zu 1.300 °C standhält, müssen wir es bei der Herstellung auch nicht erhitzen, sodass die Produktion sehr energiearm ist.