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TWIST: Progetto di ricerca per sistemi di accumulo termochimico dell'energia

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SCHWING Technologies supporta l'Università Tecnica di Monaco di Baviera con la tecnologia di processo a letto fluido per applicazioni di stoccaggio industriale nella produzione di energia

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SCHWING Technologies attribuisce grande importanza non solo alla soddisfazione del cliente e a servizi personalizzati, ma anche ai suoi legami con università e college. L'azienda, con competenze specifiche nella tecnologia dei processi a letto fluido, collabora da molti anni con istituti di ricerca in tutta la Germania. Il team di esperti SCHWING testa regolarmente nuove applicazioni nel campus aziendale di Neukirchen-Vluyn sul Basso Reno. Ralf Sonnen, Michael J. Robinson, Julian Nienhaus e Natalya Prodan sono gli specialisti nello sviluppo del processo e nei test dei reattori per la tecnologia di processo a letto fluido.

TWIST: Progetto di ricerca per soluzioni di stoccaggio termochimico dell'energia

Un esempio attuale è il progetto di ricerca "TWIST" (Thermochemischer Energiespeicher im Wirbelschichtverfahren für Industrieanwendungen und Stromerzeugung/Thermochemical Energy Storage in Fluidized Bed Systems for Industrial Applications and Power Generation). "In questo progetto sosteniamo l'Università Tecnica di Monaco di Baviera (TUM)", spiega Ralf Sonnen, esperto senior SCHWING. "In collaborazione con altri attori, stiamo sviluppando una soluzione termochimica per l'accumulo di energia basata sulla nostra tecnologia del letto fluido" In futuro, questa soluzione servirà come opzione flessibile per l'accumulo di calore. Il progetto TWIST è un aspetto importante per aumentare significativamente l'efficienza energetica nel settore industriale.

Le prove sono effettuate con calce. Natalya Prodan, ingegnere chimico alla SCHWING: "Il materiale è perfettamente adatto a questa applicazione. La densità energetica della calce ne fa un ottimo mezzo di stoccaggio. Inoltre, la calce è economica e disponibile in grandi quantità"

Il progetto è gestito dalla Cattedra di Sistemi Energetici del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del TUM. Altri partner dell'industria e della ricerca accompagnano il progetto. Il progetto di ricerca, finanziato dal Ministero federale dell'economia e dell'energia, iniziato nel settembre 2018, mira a far avanzare la tecnologia di stoccaggio dalla fase pilota alla scala dei megawatt entro il 2022.

A tal fine sono previste tre fasi:

(http://www.es.mw.tum.de/en/research/projects/twist/)

Fase 1: messa in servizio della tecnologia di processo e prove con il reattore pilota

Fase 2: analisi dei dati di processo

Fase 3: Scale-up per impianti di grandi dimensioni

TcEt: Progetto di ricerca per centrali termoelettriche

TWIST si basa su un progetto precedente (TcEt) per la fluidificazione dei supporti di stoccaggio delle polveri (Thermochemischer Energiespeicher für thermische Kraftwerke und industrielle Wärme/accumulo termochimico per centrali termiche e calore industriale). In collaborazione con TUM, gli esperti di SCHWING hanno sviluppato tra il 2013 e il 2018 l'impianto pilota FluBEStoR (Fluidized Bed Energy Storage Reactor), un concetto di accumulo termochimico di energia per centrali termoelettriche e calore industriale. Le sue proprietà di stoccaggio sono state prima testate in un cilindro di vetro, il processo è stato poi pilotato su scala da banco e infine è stato costruito il reattore pilota.

Polveri fini, solidi granulari o miscele di componenti possono essere utilizzati in questo reattore come materiali di stoccaggio affidabili. L'ingegnere SCHWING Julian Nienhaus: "Grazie alla lavorazione controllata, uniforme e riproducibile, il materiale, in questo caso il materiale, lega l'energia e diventa così un mezzo di stoccaggio termochimico" I partecipanti al progetto sono convinti che anche questo ha un grande potenziale per l'utilizzo come deposito di energia a lungo termine.

Tecnologia a letto fluido: fluidificazione dei supporti di stoccaggio in polvere

E' soprattutto l'eccellente trasferimento di calore e la reversibilità della reazione chimica che ha destinato la tecnologia di processo a letto fluido per questa applicazione. Trasforma il comportamento delle singole particelle in una miscela di gas solido e di gas liquido. Ogni particella solida si trova quindi in un ambiente ricco di gas. "Il cuore del nostro reattore è costituito da una piastra di distribuzione del gas proprietaria", spiega Michael J. Robinson, "che è configurata appositamente per il rispettivo materiale e offre un controllo della temperatura molto uniforme e ampie superfici di scambio tra solidi e gas" Per TWIST, il reattore può funzionare fino a 700 gradi Celsius ad alta pressione in modalità batch o continua, in singoli casi fino a 1100 gradi Celsius.

Aumento dell'efficienza e ottimizzazione dei costi

L'obiettivo a lungo termine del progetto di ricerca TWIST è quello di aumentare l'efficienza e ottimizzare i costi di processi industriali altamente integrati. Disaccoppiando nel tempo la produzione di energia elettrica e di calore, è possibile ridurre il consumo di combustibile ed evitare la sovrapproduzione di energia elettrica. Allo stesso tempo, tale sistema di stoccaggio consente di catturare le fonti di energia rinnovabile in eccesso ai picchi di produzione.

Parole chiave: Tecnologia di processo a letto fluido, reattore a letto fluido, processo a letto fluido, stoccaggio di energia, applicazioni di stoccaggio di energia, stoccaggio di energia termochimico, stoccaggio industriale, produzione di energia, conversione di gas