Verbundprojekt: Innovative Prozesswärmespeicher mit organischen Latentmaterialien; TP: Integration in solare Prozesswärme
Zeitraum
2015-09-01 – 2019-02-28
Bewilligte Summe
47.792,14 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0325549D
Leistungsplansystematik
Neue Speicher hoher Energiedichte [EB2023]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung thermischer Energiespeicher auf der Basis von Latentspeichermaterialien (auch engl. Phase Change Material, PCM) für den Einsatz im Temperaturbereich von 100 °C bis etwa 220 °C. In diesem Temperaturbereich stehen derzeit nur sehr wenige PCMs zur Verfügung, so dass ihre Anwendung stark beschränkt ist. Als PCM sollen organische PCM in Form von Zuckeralkoholen, langkettigen Paraffinen und Alkoholen, Amiden sowie Polymeren mit Schmelztemperaturen zwischen 100 und 200 °C entwickelt und eingesetzt werden. Zur Wärmespeicherung mit diesen PCMs wird ein neues Wärmeübertragerkonzept basierend auf durchströmbaren Platten entwickelt. Das Projekt gliedert sich in 4 Arbeitspakete: I) Projektmanagement, II) Entwicklung Latentspeichermaterialien, II) Auslegung, Simulation, Zielkostenanalyse und IV) Wärmeübertrager, Konzepte, Konstruktion und Tests. In AP II werden neue PCM synthetisiert, modifiziert und/oder mittels Additiven ihre thermischen Eigenschaften verbessert, um sie als Speichermaterial nutzbar zu machen. In AP III) werden Anlagen aus dem solaren und dem konventionellen Prozesswärmebereich auf ihre Eignung für die Nutzung von PCM analysiert. Simulationsmodelle des Wärmeübertagers und des Speichers werden erstellt und mit Messdaten aus AP IV validiert. Mittels Simulationen wird die Anordnung der Platten und die hydraulische Verschaltung thermisch optimiert. Systemsimulationen dienen zur Entwicklung eines geeigneten Betriebskonzeptes für den Einsatz des PCM-Speichers in ausgewählten Prozesswärmeanlagen. Im AP IV wird das neue Wärmeübertragerkonzept auf Basis der durchströmbaren Platten für die Be- und Entladung von PCM im Speichertank entwickelt. Hierzu werden Speicher und Wärmeübertrager im Labormaßstab aufgebaut und verschiedene Anordnungen der Platten und unterschiedliche hydraulische Verschaltungen experimentell untersucht. Im Anschluss wird ein Demonstrationsspeicher konstruiert, gebaut und an einem Speicherprüfstand charakterisiert.
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