Das Projekt "Teilvorhaben: Systemsteuerung und Energiemanagement, Verbundkoordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B & O Gebäudetechnik GmbH & Co. KG durchgeführt. 1. Vorhabenziel Die Erhöhung des Nutzungsgrads von fossiler und regenerativer Primärenergie ist eine wesentliche Aufgabe, um die globalen Klimaschutzziele zu erreichen. Wärmespeicher spielen dabei eine elementare Rolle, um (Ab-) Wärme zu speichern und so den zeitlichen Ausgleich von Wärmeangebot und -bedarf, z. B. in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zu ermöglichen. Die sorptive Wärmespeicherung bietet grundsätzlich große Vorteile hinsichtlich Speicherdichten, minimierten Wärmeverlusten und möglichen Temperaturniveaus. Projektziel ist die Entwicklung eines leistungsfähigen, kosteneffizienten und modular aufgebauten Wärmespeichers im Hinblick auf eine Anwendung im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung. Dazu soll der Anwendungsbereich der Technologie durch die systematische Entwicklung von neuartigen Komposit-Adsorbentien auf den Temperaturbereich von deutlich unter 110 Grad C erweitert werden. 2. Arbeitsplanung Der Arbeitsplan verfolgt einen integrierten Ansatz aus Material-, Komponenten- und Prozessentwicklung sowie fertigungsoptimierter Konstruktion. In der ersten Projektphase sollen eine Reihe von innovativen Ansätzen bezüglich der einzelnen Entwicklungsfelder im Labor- und Technikumsmaßstab entwickelt und erprobt werden. Diese sollen dann in der zweiten Projektphase in einer großen Anlage zusammengeführt und unter praxisnahen Bedingungen erprobt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Speicherkonzept, Herstellungsverfahren und Erprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pneumatik Berlin GmbH PTM durchgeführt. 1. Vorhabenziel Die Erhöhung des Nutzungsgrads von fossiler und regenerativer Primärenergie ist eine wesentliche Aufgabe, um die globalen Klimaschutzziele zu erreichen. Wärmespeicher spielen dabei eine elementare Rolle, um (Ab-) Wärme zu speichern und so den zeitlichen Ausgleich von Wärmeangebot und -bedarf, z. B. in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zu ermöglichen. Die sorptive Wärmespeicherung bietet grundsätzlich große Vorteile hinsichtlich Speicherdichten, minimierten Wärmeverlusten und möglichen Temperaturniveaus. Projektziel ist die Entwicklung eines leistungsfähigen, kosteneffizienten und modular aufgebauten Wärmespeichers im Hinblick auf eine Anwendung im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung. Dazu soll der Anwendungsbereich der Technologie durch die systematische Entwicklung von neuartigen Komposit-Adsorbentien auf den Temperaturbereich von deutlich unter 110 Grad C erweitert werden. 2. Arbeitsplanung Der Arbeitsplan verfolgt einen integrierten Ansatz aus Material-, Komponenten- und Prozessentwicklung sowie fertigungsoptimierter Konstruktion. In der ersten Projektphase sollen eine Reihe von innovativen Ansätzen bezüglich der einzelnen Entwicklungsfelder im Labor- und Technikumsmaßstab entwickelt und erprobt werden. Diese sollen dann in der zweiten Projektphase in einer großen Anlage zusammengeführt und unter praxisnahen Bedingungen erprobt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: ökologische Modellierung zur Lebenszyklusanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Akustik und Bauphysik, Lehrstuhl für Bauphysik, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung durchgeführt. Die zentrale Aufgabe des Teilprojekts ist die Entwicklung eines frei verfügbaren Softwaretools zur ökologischen lebenszyklusbasierten Bewertung innovativer Konzepte zur thermischen Energiespeicherung in Gebäuden. Es soll Entscheidungsträgern eine wissenschaftlich fundierte Hilfestellung bei der Auswahl des, im Sinne einer ganzheitlichen ökologischen Betrachtung, geeignetsten thermischen Speicherkonzepts bieten. Mit Hilfe der Methode der Ökobilanz wird eine Entscheidungsgrundlage für Fragestellungen bezüglich des Primärenergieeinsatzes und der Klimarelevanz geliefert. Grundlage für das Softwaretool ist die Erarbeitung der Ökobilanzen (LCA) von Systemen zur Speicherung thermischer Energie in Gebäuden. Dabei werden sowohl die Speichermaterialien selbst und die zugehörigen Komponenten als auch ihre Einbettung in Gebäudeenergiekonzepte analysiert. Die Auswahl und Simulation der Systeme findet durch die Projektpartner statt. Sensible, latente, sorptive und thermochemische Speicherkonzepte für zentrale sowie gebäudeintegrierte Anwendung werden hierbei untersucht und energetische Kennzahlen durch Simulation auf Material- und Gebäudeebene ermittelt. Die im Softwaretool dargestellten Umweltprofile berücksichtigen Herstellung, Nutzung und Lebensende, also den gesamten Lebenszyklus der Wärmespeichermaterialien. Das ökologische Profil beinhaltet die Wirkungskategorie 'Treibhauspotential' (GWP) sowie den fossilen und regenerativen Primärenergiebedarf. Sie werden sowohl als Umweltprofil in Analogie der Darstellung von Umweltproduktdeklarationen als auch in Bezug auf die potentiellen Einsparungen in Form einer energetischen und ökologischen Amortisationsdauer in Zyklen angegeben. Zusätzlich werden Materialeigenschaften und eine technische Kurzbeschreibung des Systems dargestellt. Das Softwaretool ermöglicht es dem Anwender, Speichermaterialien, Speicherkomponenten und Speicherkonzepte zur thermischen Energiespeicherung in Gebäuden für verschiedene Gebäudetypen und Klimaregionen auf Basis fundierter ökologischer Analysen zu bewerten und zu vergleichen. Zusätzlich können eigene Materialien und Konzepte sowie Gebäude bewertet werden, sofern diese den Rahmenbedingungen des Projekts entsprechen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Herstellung und Charakterisierung metallischer Trägerstrukturen für Adsorptionsmaterialien in chemischen Wärmepumpen und Wärmespeichern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Institutsteil Dresden durchgeführt. Die Nutzung von chemischen oder Sorptionswärmepumpen ist bislang eine kaum verwendete Möglichkeit, fossile Energieträger durch Umweltwärme oder Niedertemperaturabwärme zu substituieren. Kernprobleme in der Anwendung sind momentan die Gewährleistung eines ausreichenden Wärme- und Stofftransportes sowie die Vermeidung von Agglomerationen der Arbeitsmedien. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung neuer Arbeitsstoffe für chemische Wärmepumpen auf Basis poröser Metallstrukturen, die mit Metallsalzen als reaktives Arbeitsmedium beladen werden. Das Teilprojekt am Fraunhofer IFAM Dresden beschäftigt sich vor allem mit der Auslegung, Auswahl und Herstellung der porösen metallischen Trägerstrukturen sowie der wärme- und strömungstechnischen Charakterisierung der Metall-Metallsalz-Verbünde. Die Metallstrukturen werden dabei pulver- bzw. schmelzmetallurgisch hergestellt. Die Trägerstrukturen werden charakterisiert und optimiert, sodass eine gezielte Nutzung der Metall-Metallsalz-Verbünde in Wärmepumpensystemen ermöglicht wird. Einen wesentlichen Bestandteil bilden dabei Simulationen zum Verständnis der auftretenden physikalischen Effekte. Nach Festlegung der Spezifikationen für die untersuchten Materialien (AP 1) durch alle Projektpartner werden Vorversuche an flachen Material- und Strukturproben durchgeführt, die das IFAM-DD herstellt und geometrisch sowie thermisch und strömungstechnisch charakterisiert (AP 2). Die Bestimmung der Sorptionsisothermen der einzelnen Hydratstufen der Salze (AP 3) dient als Basis für spätere Auslegungsrechnungen. Hauptarbeitspunkt des Projektes ist die Synthese und Charakterisierung der Trägerstrukturen (AP 4) sowie die Analyse der Verbünde (AP 6) von verschiedenen Metallen und Salzen. Diese Ergebnisse werden zur iterativen Optimierung der Metallsalzsynthese und der Trägerstrukturen verwendet. Abschließend wird das Zusammenspiel der Komponenten an einem Versuchsmuster demonstriert.
Das Projekt "Teilprojekt: Begleitforschung und Mitarbeit/Leitung des IEA-ECES Annex 28" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es für Haushaltskühlschränke einen thermischen Energiespeicher auf Basis von Phasenwechselmaterialien zu entwickeln, welcher indirekt die Netzintegration fluktuierender erneuerbarer Energiequellen unterstützet. Dazu wird zunächst das technische und wirtschaftliche Potential der Technologie in den einzelnen Kühlanwendungen bzw. Kühlgeräteklassen ermittelt. Anschließend wird ein geeignetes Gerät ausgewählt und ein Integrationskonzept für den thermischen Speicher erarbeitet und konkretisiert. Mittels Funktionsmustern wird der Speicher optimiert und in ein Erprobungsträger (komplettes Kühlgerät) integriert. Anschließend soll die Leistungsfähigkeit der Technologie in einem Feldtest nachgewiesen werden. Im Rahmen des Vorhabens wird die Leitung in dem Annex 28 'Integration of Renewable Energies by Distributed Energy Storage Systems' des Forschungsprogramms 'Energy Conservation through Energy Storage' (ECES) der Internationalen Energieagentur (IEA) übernommen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bau und Betrieb einer Erdwärmetestsonde im Nordschwarzwald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heinz Burkhardt GmbH. + Co. Gesellschaft für geologische und hydrologische Bohrungen durchgeführt. Die zukünftige Entwicklung im Marktbereich der untiefen Geothermie wird in den nächsten Jahren aber stark von gesteigerten Planungssicherheiten und effizienteren Qualitätskontrollmöglichkeiten und -anforderungen abhängen. Die Anwendung von Erdwärmesonden ist eine relative junge Technologie und es ist sehr wenig darüber bekannt, wie langzeitstabil sie sich langfristig im Untergrund verhalten. Deshalb ist es für die Akzeptanz von Erdwärmesonden zwingend erforderlich, umfangreiche Kenntnisse über die Qualitätssicherung bei Erdwärmesonden zu erhalten. Deshalb werden im Vorhaben zentrale Aspekte der Qualitätssicherung bearbeitet.
Das Projekt "Teilvorhaben 5, 6, 8: Monitoring und modellbasierte Auswertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist es den Einsatz von Phasenwechselmaterialen (PCM) in unterschiedlichen Anwendungen im Gebäudebereich beispielhaft zu demonstrieren. Gerade im Gebäudesektor kommt Referenzobjekten und der Demonstration innovativer Gebäudetechnik ein hoher Stellenwert zu, um die Markteinführung energieeffizienter Technologien zu beschleunigen. In einem begleitenden Monitoring sollen wissenschaftlich belastbare Messdaten erhoben werden. Anhand der vorliegenden Daten erfolgen eine Querauswertung und eine Systembewertung. Die Ergebnisse werden über Symposien mit Projektpartnern sowie Planern, Architekten und Investoren kommuniziert und diskutiert. Die Teilvorhaben werden durch verschiedene Forschungseinrichtungen begleitet und vom Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) koordiniert. Die Teilprojekte begleitet durch das Fraunhofer ISE sind: - Teilprojekt 5: Monitoring und modellbasierte Auswertung einer neu entwickelten aktiv regenerierten PCM Kühldecke im Neubau der LVM Münster - Teilprojekt 6: Monitoring und modellbasierte Auswertung des Neubaus zweier identischer Kindergartengebäude im BASF Family Activity Centers. Eines davon ausgestattet mit passiv regeneriertem Comfortboard™ der Fa. Knauf. - Teilprojekt 8: Demonstration der Thermobatterie als modularer Latentwärmespeicher verwendet zur Kurz- oder Langzeitwärmespeicherung unter Einsatz einer modellbasierten Auswertung der Monitoringdaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Materialentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sasol Germany GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Projektes ist die Speicherkapazität von PCM-Speichersystemen gegenüber dem Stand der Technik bei PCM-Slurries (PCS) zu erhöhen und die Kosten zu senken. Bei Speicherung mittels makroverkapselten PCM oder Verbundmaterialien sollen vor allem die Kosten gesenkt werden. Am Ende des Projekts werden die PCS in einer Demonstrationsanlage getestet. Als PCM werden speziell auf die Anwendung optimierte Paraffine entwickelt. Die neu zu entwickelnden Materialien sollen zum Kühlen bzw. Vorkühlen und Vorwärmen im Gebäudesektor und zur Kühlung im technischen Bereich, z.B. von Fertigungsmaschinen, eingesetzt werden. Gesamtziel ist den Energieverbrauch zum Kühlen in den beiden Sektoren zu senken und damit einen Beitrag zu den Klimaschutzzielen zu leisten. Durch Sasol werden Paraffine, Ether und Alkohole synthetisiert mit dem Ziel die Schmelztemperaturen und Mindestenthalpien, die in APII ermittelt werden, zu erreichen. Die PCM werden auf ihre Eignung zur Herstellung von Emulsionen und Makrokapseln bzw. Verbundmaterialien untersucht. Die PCM müssen modifiziert werden, wenn die Paraffine ein ungewünschtes Schmelz- oder Kristallisationsverhalten zeigen. Ausgehend von den synthetisierten Stoffen werde in Zusammenarbeit mit den Fraunhofer Instituten ISE/UMSICHT die Emulsionen hergestellt. Zusammen mit IMTECH werden zusätzlich verschiedene Verbundmaterialien hergestellt und getestet.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: PCM Kühldecke im Neubau des Landwirtschaftlichen Versicherungsvereins Münster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deerns Deutschland GmbH, Niederlassung Köln durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist es den Einsatz von Phasenwechselmaterialen (PCM) in unterschiedlichen Anwendungen im Gebäudebereich beispielhaft zu demonstrieren. Gerade im Gebäudesektor kommt Referenzobjekten und der Demonstration innovativer Gebäudetechnik ein hoher Stellenwert zu, um die Markteinführung energieeffizienter Technologien zu beschleunigen. In einem begleitenden Monitoring sollen wissenschaftlich belastbare Messdaten erhoben werden. Anhand der vorliegenden Daten erfolgen eine Querauswertung und eine Systembewertung. Die Ergebnisse werden über Symposien mit Projektpartnern sowie Planern, Architekten und Investoren kommuniziert und diskutiert. Die Teilvorhaben werden durch verschiedene Forschungseinrichtungen begleitet und von Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) koordiniert. Im LVM Münster wird eine neu entwickelte PCM-Hybriddecke erstmalig großflächig in Seminarräumen eingesetzt. Die speicherbare Wärmemenge ist so bemessen, dass die meiste Zeit keine zusätzliche Kältetechnik benötigt wird, um die Räume auf behaglichem Temperaturniveau zu halten. Die Regeneration des PCMs erfolgt nachts über Kühltürme und ein Geothermiefeld. Ziel dieses Projektes ist nun die Performance unter realen Nutzungsbedingungen in einem Gebäude sowie die optimalen Betriebsparameter zu ermitteln. Arbeitsgegenstand des Teilvorhabens ist die Planung und Umsetzung des Monitorings und Begleitung der Messungen sowie Erarbeitung und Umsetzung optimierter Regelungsstrategien.
Das Projekt "Teilvorhaben: Charakterisierung und Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Im Projekt KOLAN Phasenwechselfluiden (engl. Phase Change Slurry, PCS) auf Basis von emulgierten Paraffinen oder auf Paraffin basierenden Materialien als Kühlmedium im Gebäudebereich und für technisch-industrielle Anwendungen entwickelt. Es wird im Vergleich zum Medium Wasser die 4-5fache Speicherdichte bei einer Temperaturdifferenz von 6 K angestrebt. Dies soll zum einen durch die Verwendung von hochreinen Paraffinen mit höheren Schmelzenthalpien und zum anderen durch einen hohen Paraffinanteil im PCS erreicht werden. Durch die hohe Speicherdichte können Speichervolumina und Volumenströme in hydraulischen Systemen im Vergleich zu Wasser verringert werden. Die Emulsion soll etwa 5000 - 10000 thermischen und mechanischen Zyklen standhalten. Ein weiteres Ziel des Projektes KOLAN ist die Entwicklung einer Speicheranwendung unter Verwendung neuartiger 3D-Strukturen für makroverkapseltes PCM. Hierdurch soll die in dem vorangegangenen Forschungsvorhaben (FKZ 0327427A) erreichte Speicherdichte von 1,5 auf Werte von ca. 2,5 (Bezugstemperaturdifferenz: 10 K) gesteigert werden. Die bisher erreichten guten Entladeleistungen von 0,4 bis 0,45 W/Wh der Gesamtkapazität bei einer Entladezeit von 2 h sollen dabei möglichst beibehalten werden. Die Entladeleistung stellt ein Maß für die Güte des Wärmetransportes vom PCM in das Wärmeträgermedium oder umgekehrt dar. Das Hauptpotential der Weiterentwicklung liegt aber nicht nur in der angestrebten Kapazitätserhöhung um ca. 66 %, sondern vor allem in der Möglichkeit einer Kostenreduzierung durch die Verwendung von marktüblichen Speicherkonstruktionen. Anders als bei den bis dato verwendeten PCM-Speicherplatten können durch flexible 3D-Strukturen (z. B. Schüttungen) einfache druckstabile zylindrische Speichergeometrien gewählt werden. Ein zusätzliches Augenmerk der Weiterentwicklung liegt hier vornehmlich auf der hydraulischen Einbindung des PCM Materials in das Speicherkonzept zur Erzielung einer optimalen und effektiven Nutzung der Speicherkapazität sowie in der praxisgerechten Bestückung des Speichers mit dem PCM-Material.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 42 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 42 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 42 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 42 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 1 |
| Webseite | 41 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 23 |
| Lebewesen & Lebensräume | 13 |
| Luft | 7 |
| Mensch & Umwelt | 42 |
| Wasser | 10 |
| Weitere | 42 |