Berührungslose Infrarotmessung in thermischen Batterien

Nutzung erneuerbarer Energien mit effizienten thermischen Batterien für industrielle Wärme und Strom

Festkörper-Wärmebatterien, auch bekannt als thermische Batterien, speichern intermittierende elektrische Energie – oft aus erneuerbaren Quellen oder industrieller Abwärme – als thermische Energie über längere Zeiträume. Sie liefern nachhaltige Wärme und Energie im industriellen Maßstab. Diese thermischen Batterien nutzen feste Materialien zur Speicherung von Wärmeenergie bei hohen Temperaturen in isolierten Modulen für Anwendungen mit hoher Energiedichte. Materialien wie Glasschlacke, Stahlschlacke, Beton, Silizium und Graphen werden aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und Energiedichte eingesetzt.

Obwohl verschiedene Unternehmen leicht unterschiedliche Methoden zur Erzeugung und Speicherung von Wärme verwenden, bleibt das Grundprinzip gleich: Erneuerbare Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie erhitzen kostengünstige Materialien, die anschließend isoliert werden, bis die gespeicherte Wärme für industrielle Prozesse wieder freigesetzt werden kann.

Diese thermischen Energiespeichersysteme, oft in Containergröße, erhitzen große Materialmassen in isolierten, teilweise evakuierten Kammern auf Temperaturen zwischen 650 °C und 3000 °C, wobei typische Betriebstemperaturen bei etwa 1200 °C liegen. Hochleistungs-Photovoltaikanlagen erfassen die von dem glühend heißen Material abgestrahlte Energie, oder die Wärme wird direkt industriellen Prozessen zugeführt. Die gespeicherte Energie wird dann in der erforderlichen Menge und Temperatur für verschiedene industrielle Anwendungen bereitgestellt.

Der Ladezustand wird über die Temperatur der Speichermasse bestimmt, die zur Steuerung der Batterie überwacht werden muss. Kontaktmessungen sind aufgrund von Verkabelungsstörungen und Isolationsproblemen nicht praktikabel. Herkömmliche Kontaktmethoden versagen zudem bei derart extremen Temperaturen aufgrund von Temperaturbereichsbegrenzungen oder Sensordrift. Dies verdeutlicht die entscheidende Bedeutung der berührungslosen Infrarotmessung für die Überwachung thermischer Batterien.

Integration von Optris-Pyrometern für eine überlegene Überwachung thermischer Batterien

Ein industrielles Wärmespeichersystem in den USA hat den Optris CT Ratio Infrarot-Pyrometer integriert, um Temperaturen über 1200 °C zu messen. Diese Geräte bieten präzise, berührungslose Messfunktionen, die für die Überwachung des überhitzten Graphits im Wärmespeichersystem unerlässlich sind. Die hohe optische Auflösung und das robuste Design der Optris-Pyrometer gewährleisten genaue Temperaturmessungen selbst unter den anspruchsvollen Bedingungen einer geschlossenen Kammer. Darüber hinaus ermöglicht die Integration der Optris-Geräte in bestehende Prozessleitsysteme über 4–20 mA-Ausgänge eine nahtlose Datenanalyse und Prozessoptimierung, was zu einer hohen Effizienz bei der Energierückgewinnung führt.

Das robuste Design und die hohe optische Auflösung der Optris CT Ratio Modelle ermöglichen eine präzise Überwachung der überhitzten Wärmespeichermasse, wodurch die Energiekapazität ermittelt und die Prozesssteuerung optimiert werden kann. Darüber hinaus verbessern die umfangreiche Softwareunterstützung und fortschrittliche Algorithmen von Optris – einschließlich des Smart-Ratio-Modus – die Gesamtleistung und Effizienz des Wärmespeichersystems. Dadurch ist Optris die bevorzugte Wahl für Überwachungsanwendungen in thermischen Batterien.