„nachhaltige technologien 02 | 2021"

integration von Großwärmespeichern in Österreich befasst. Übergeordnetes Ziel des von AEE INTEC gelei- teten Projekts ist die Erarbeitung von Grundlagen als Vorbereitung für die zukünftige Umsetzung in Öster- reich und in Mitteleuropa. Das Projekt basiert auf der kooperativen Zusammenarbeit von 18 internationalen Partnern aus Industrie und Forschung. Materialentwicklung Um die maximale Speicherkapazität und die Wirt- schaftlichkeit von Großwärmespeichern zu erhöhen, sind kostengünstige und langzeitbeständige Abdich- tungsbahnen von entscheidender Bedeutung. Im Artikel von Gernot Wallner und weiteren AutorInnen (Seite 18 bis 19) wird über die erfolgreiche Entwicklung von neuen Polymermaterialien berichtet und auch die letzten Ergebnisse von vielversprechenden Betonre- zepturen präsentiert. Bautechnik und Baumethoden GigaTES Speicher sind als Erdbeckenspeicher konzipiert. Die an herkömmliche Tiefbautechniken angelehnten Baumethoden und -verfahren müssen mehrere Funk- tionalitäten erfüllen. So muss das Bauwerk Dichtheit gegenüber dem Speicherwasser garantieren, für thermische Isolierung sorgen, Stützfunktion für das Erdreich bieten sowie Grundwassereintritt verhindern. Eine innovative Lösung für die thermische Isolierung des Speichers zwischen Speicherwand und Dichtwand, welche im Rahmen des Projekts entwickelt wurde, wird im Artikel von Fabian Ochs und weiteren AutorInnen (Seite 12 bis 13) beschrieben. Für die in Bild a und b dargestellten Geometrien sowie einer Kombination aus beiden Varianten wurden die Baumethoden und die Investitionskosten detailliert ausgearbeitet und in einem Kostentool hinterlegt. Das Tool erlaubt Berechnung der Gesamtinvestitionskosten und somit den Vergleich von Großwasserwärme- speichern für unterschiedliche Rahmenbedingungen und der damit zusammenhängenden Konzepte. Eine erste Analyse ergab spezifische Investitionskosten zwischen 100 bis 120 €/m³ für ein Volumen von rund 100.000 m 3 und etwa 45 bis 60 €/m³ für 2 Millionen m 3 . Obwohl diese ersten ermittelten Errichtungskosten deutlich über denen von Erdbeckenspeichern dänischer Bauart liegen, stellt diese Kennzahl nicht den einzigen aussagekräftigen Indikator dar. Darin finden die durch Entwicklungen in gigaTES erzielte Erhöhung der Speicherkapazität (Erhöhung der Maximaltemperatur auf 95 °C), die Erhöhung der Lebensdauer (25 Jahre) sowie die Reduktion der Wärmeverluste im Vergleich zur dänischen Bauart keine Berücksichtigung. Aus diesem Grund sind vielmehr Kennzahlen, wie Kosten pro ge- speicherter Megawattstunde, wichtig für die Beurteilung. Abdeckung Neben der erdbautechnischen Ausgestaltung des Speichers ist die Speicherabdeckung wichtig für die Wirtschaftlichkeit. Der Entwicklung von zwei unterschiedlichen Abdeckungskonzepten widmet sich Thomas Riegler und weitere AutorInnen in seinem Artikel auf Seite 14 bis 16. Ziel der Arbeiten war es, Lösungen zu entwickeln, bei denen die Speicherab- deckung aktiv beispielsweise als Erholungsgebiet, für Gewächshäuser oder für die Anbringung von Solarthermie- und PV-Anlagen genutzt werden kann. Numerische Simulationen Ein wichtiges Hilfsmittel bei der Planung, dem Ent- wurf und der Optimierung eines Großwasserwärme- speichers ist die numerische Simulation, siehe Grafik unten. Sie erlaubt die Berurteilung des thermischen Verhaltens des Speichers in Bezug auf seine Umge- bung sowie die Wechselwirkungen in Verbindung mit der Einbindung des Speichers in bestehende Nah- und Fernwärmenetze: Zwei Basisgeometrien für einen gigaTES Speicher: Zylindrischer Behälter (a) und Erdbecken mit geböschtem Boden (b) Quelle: ste.p-ZT GmbH Dichtwand Dichtwand Winkelstützmauer Anker Schlitzwand Winkelstützmauer Anker Winkelstützmauer Winkelstützmauer V=1.000.000m 3 V=1.000.000m 3 2:3 2:3 2:3 2:3 Grundw. Grundw. Grundw. Schlitzwand 12,0 12,0 40,0 T = 40,0 D1 = 152,2 D1 = 191,5 209,0 248,5 D6 = 74,2 schwimmende Abdeckung schwimmende Abdeckung Erddamm Vertikalfilterbrunnen Vertikalfilterbrunnen Geländeoberkante Geländeoberkante Geländeoberkante Grundw. (a) (b) ϐ = 33,7° ϐ = 30,5° Grundw. Grundw. Grundw. Grundw. D3 = 183,5 4,0 4,0 Erddamm Geländeoberkante Erddamm Dichtwand Dichtwand Vertikalfilterbrunnen Vertikalfilterbrunnen Erddamm