Das Projekt "Teilvorhaben: Auslegung, Planung des Energiesystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Küttner GmbH & Co. KG durchgeführt. Im Rahmen dieses Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung eines innovativen Energiespeichersystems zur Nutzung von diskontinuierlicher, industrieller Abwärme geplant. Kernkomponente des Systems stellt ein Hochtemperatur-Wärmespeicher (einsetzbar bis 300 C) dar. Dieser soll als sogenannter Zweistoffspeicher ausgeführt werden. Hierbei wird eine Feststoffschüttung (FSS) im Direktkontakt von einer Wärmeträgerflüssigkeit umströmt. Dieses drucklose Konzept verspricht erhebliche Vorteile gegenüber alternativen Speicherkonzepten (z.B. Druckwasserspeicher oder Thermoölspeicher) insbesondere in Bezug auf die Herstellungskosten. Ein weiterer Schwerpunkt des Verbundvorhabens liegt auf der Anpassung einer Absorptionswärmepumpe (AWP) auf den Betrieb mit Thermoöl als Wärmeträger. Diese dient zur Bereitstellung von Prozesskälte sowie zur Bereitstellung von Heizwärme bei großem Hub. Die gespeicherte Abwärme kann dadurch vielfältig zur Bereitstellung von Prozesskälte, zum Antrieb der AWP, zum Heizen und zur Brauchwasserbereitung genutzt. Das zu entwickelnde Energiespeichersystem wird im Projektverlauf am Standort der Giesserei Heunisch in Bad Windsheim im Rahmen einer Pilotanlage installiert und betrieben. Die Demonstration erfolgt unter realen Betriebsbedingungen. Der Anlagenbauer Küttner liefert das notwendige Know-how im Bereich der Anlagentechnik von Thermoölsystemen und ist bei der Planung und Entwicklung des Energiesystems beteiligt. Der Schwerpunkt des ZAE Bayern liegt bei der Komponenten- und Systementwicklung sowie bei der wissenschaftlichen Auswertung der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilprojekt: Umsetzung einer Demonstratoranlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gießerei Heunisch GmbH durchgeführt. Im Rahmen dieses Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung eines innovativen Energiespeichersystems zur Nutzung von diskontinuierlicher, industrieller Abwärme geplant. Kernkomponente des Systems stellt ein Hochtemperatur-Wärmespeicher (einsetzbar bis 300 C) dar. Dieser soll als sogenannter Zweistoffspeicher ausgeführt werden. Hierbei wird eine Feststoffschüttung (FSS) im Direktkontakt von einer Wärmeträgerflüssigkeit umströmt. Dieses drucklose Konzept verspricht erhebliche Vorteile gegenüber alternativen Speicherkonzepten (z.B. Druckwasserspeicher oder Thermoölspeicher) insbesondere in Bezug auf die Herstellungskosten. Ein weiterer Schwerpunkt des Verbundvorhabens liegt auf der Anpassung einer Absorptionswärmepumpe (AWP) auf den Betrieb mit Thermoöl als Wärmeträger. Diese dient zur Bereitstellung von Prozesskälte sowie zur Bereitstellung von Heizwärme bei großem Hub. Die gespeicherte Abwärme kann dadurch vielfältig zur Bereitstellung von Prozesskälte, zum Antrieb der AWP, zum Heizen und zur Brauchwasserbereitung genutzt. Das zu entwickelnde Energiespeichersystem wird im Projektverlauf am Standort der Giesserei Heunisch in Bad Windsheim im Rahmen einer Pilotanlage installiert und betrieben. Die Demonstration erfolgt unter realen Betriebsbedingungen. Der Anlagenbauer Küttner liefert das notwendige Know-how im Bereich der Anlagentechnik von Thermoölsystemen und ist bei der Planung und Entwicklung des Energiesystems beteiligt. Der Schwerpunkt des ZAE Bayern liegt bei der Komponenten- und Systementwicklung sowie bei der wissenschaftlichen Auswertung der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: System- und Komponentenentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Im Rahmen dieses Verbundvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung eines innovativen Energiespeichersystems zur Nutzung von diskontinuierlicher, industrieller Abwärme geplant. Kernkomponente des Systems stellt ein Hochtemperatur-Wärmespeicher (einsetzbar bis 300 C) dar. Dieser soll als sogenannter Zweistoffspeicher ausgeführt werden. Hierbei wird eine Feststoffschüttung (FSS) im Direktkontakt von einer Wärmeträgerflüssigkeit umströmt. Dieses drucklose Konzept verspricht erhebliche Vorteile gegenüber alternativen Speicherkonzepten (z.B. Druckwasserspeicher oder Thermoölspeicher) insbesondere in Bezug auf die Herstellungskosten. Ein weiterer Schwerpunkt des Verbundvorhabens liegt auf der Anpassung einer Absorptionswärmepumpe (AWP) auf den Betrieb mit Thermoöl als Wärmeträger. Diese dient zur Bereitstellung von Prozesskälte sowie zur Bereitstellung von Heizwärme bei großem Hub. Die gespeicherte Abwärme kann dadurch vielfältig zur Bereitstellung von Prozesskälte, zum Antrieb der AWP, zum Heizen und zur Brauchwasserbereitung genutzt. Das zu entwickelnde Energiespeichersystem wird im Projektverlauf am Standort der Giesserei Heunisch in Bad Windsheim im Rahmen einer Pilotanlage installiert und betrieben. Die Demonstration erfolgt unter realen Betriebsbedingungen. Der Anlagenbauer Küttner liefert das notwendige Know-how im Bereich der Anlagentechnik von Thermoölsystemen und ist bei der Planung und Entwicklung des Energiesystems beteiligt. Der Schwerpunkt des ZAE Bayern liegt bei der Komponenten- und Systementwicklung sowie bei der wissenschaftlichen Auswertung der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Herstellungs-, Befüll- und Verkapselungstechnologie metallverkapselter Hochtemperatur-PCM und deren thermische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Institutsteil Dresden durchgeführt. Die Entwicklung effektiver thermischer Speichertechnologien stellt einen wichtigen Baustein zur Umsetzung des im Jahre 2011 verabschiedeten Energiekonzeptes der Bundesregierung dar. Neben der Erhöhung des Anteils regenerativer Energien an der Primärenergieversorgung muss der Fokus ebenfalls auf der Erschließung energetischer Einsparpotenziale liegen. Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bieten sich besonders im Bereich der Prozesswärmenutzung an, die im Jahr 2008 rund 23 % der Endenergie in Deutschland ausmachte (552 Mrd. kWh). Ein großer Teil dieser Prozesswärme steht nach dem technologischen Prozess als Abwärme zur Verfügung. Wärmespeicher erlauben die örtlich und vor allem zeitlich versetzte Nutzung dieser Abwärme und damit die Erschließung dieses enormen energetischen Potenzials. Eine Möglichkeit zur Speicherung thermischer Energie im Temperaturbereich zwischen 130 °C und 350 °C sind Phasenwechselmaterialien (PCM - phase change materials, Wärmespeicherung beim Phasenübergang fest-flüssig). Übliche PCM-Speicherelemente sind jedoch gekennzeichnet durch einen begrenzten Wärmeübergang zwischen Wärmeträger und PCM sowie die schlechte Wärmeleitung im PCM, beide Effekte beschränken die Wärmeleistung entscheidend. In den vergangenen Jahren wurde wiederholt die Forderung nach einem mechanisch stabilen 'PCM-Schüttgut' laut, welches gut durchströmbar ist und damit insbesondere bei Gasen einen effektiven Wärmetransport gewährleistet. PCM-gefüllte metallische Hohlkugeln im Millimeter-Durchmesserbereich sollen die Funktion dieses Schüttgutes übernehmen. Anwendungsmöglichkeiten sind vorrangig die Aus-/Einkopplung von Abwärme aus/in Gasströmungen (z. B. heiße Abgase einer Verbrennung) bzw. die Verbesserung der Effektivität von Katalysatoren durch eine Vergleichmäßigung von deren Arbeitstemperatur. Ein weiterer Ansatz besteht darin, die meist geringe Wärmekapazität von Wärmeträgerflüssigkeiten für den Hochtemperaturbereich (z. B. Thermoöle) durch Zugabe der PCM-Kapseln deutlich zu steigern. Die Arbeiten umfassen die Auswahl geeigneter PCM (Salze/-mischungen, Zuckeralkohole, Hydroxide ) nach der Temperatur des Phasenüberganges, der Schmelzenthalpie und besonders bezüglich der korrosiven Wechselwirkung mit den porösen Schalen der als Kapseln dienenden metallischen Hohlkugeln. Neben der Fertigung der metallischen Hohlkugeln stehen das Befüllen mit PCM (die Infiltration) sowie das zuverlässige Aufbringen einer Versiegelung und - falls erforderlich - einer katalytischen Beschichtung im Fokus. Der Einsatz als pumpbare Wärmekapazität in Thermoölen erfordert optimierte mechanische Eigenschaften der PCM-Kapseln. Aktuelle Projektarbeiten umfassen die Auswahl und wärmetechnische Charakterisierung geeigneter PCM sowie die Auswahl der Werkstoffe für die metallischen Hohlkugeln bzw. deren Versiegelung. Ebenfalls in Entwicklung befindet sich die Infiltrationstechnologie der Kugeln im Labormaßstab.