2015 SolarPW
Gewinnung, Speicherung und Bereitsstellung solarer Prozesswärme; Entwicklung eines Phasenwechselsystems im Latentwärmespeicher mit dem Ziel einer hohen Zyklenfestigkeit und wirtschaftlchen Kinetik.
Die Kooperation entwickelt gemeinsam eine Anlage zur Gewinnung, Speicherung und Bereitstellung solarer Prozesswärme für mittelständische Betriebe weltweit.
Da mit der Bereitstellung von solarer Prozesswärme weitgehend technisches Neuland betreten wird, ist zur Realisierung eine Kette von ineinandergreifenden Innovationen erforderlich. Diese umfassen im Einzelnen:
Gewinnung von Wärme im erforderlichen Temperaturbereich (100 – 250°C).
Im mittleren Leistungssegment sind hierfür die sog. „Scheffler-Reflektoren“ des Unternehmens Simply Solar die zurzeit aus wissenschaftlich-technischer Sicht beste verfügbare Lösung. Im Rahmen des Vorhabens wird weltweit erstmals die Fertigung eines Paraboloiden mit variabler Steifigkeit als GFK-Konstruktion entwickelt werden. Neu zu konzipieren und zu entwickeln ist eine verlustarme Übergabe der solaren Strahlungswärme an die weiterführenden Systemkomponenten.
Stoffliche Komponenten für Transport und Speicherung der gewonnenen Wärme
Bestehende Heißdampf-Anwendungen benötigen aufgrund der hohen Drücke ein großes Maß an integrierter und peripherer Sicherheitstechnik, die als Kostentreiber den Markteintritt erschwert.
Die hier geplante solare Prozesswärmeanlage wird drucklos arbeiten, wofür eine geeignete Wärmeträgerflüssigkeit zu identifizieren ist. Am Markt erhältliche Thermoöle sind durchgängig durch ein hohes Preisniveau und problematische Toxizität gekennzeichnet. Für die geplante Speicherung in Latentwärmespeichern werden Phasenwechselmaterialien (PCM) eingesetzt, die durch niedrige Kosten und hohe Zyklenfestigkeit gekennzeichnet sind. Die wissenschaftliche Grundlagenforschung auf diesem Gebiet ist i.W. abgeschlossen, die Umsetzung in die technische Praxis – insbesondere die für die Wirtschaftlichkeit maßgebende Kinetik und Zyklenfestigkeit - dagegen noch weitgehend ungeklärt.
Latentwärmespeicher und Energiemanagement
Für das vorliegende FuE-Projekt wird ein Hochtemperatur Latentwärmespeicher für den Temperaturbereich bis 250°C entwickelt, der bei atmosphärischem Druck mit einem ungiftigen und umweltschonenden Wärmeträgerfluid betrieben werden kann. Dazu sind eine Reihe von Innovationen geplant:
· Gegenüber bestehenden Lösungen soll durch eine innovative Anordnung der Speicherkörper die Kinetik des Wärmespeichers verbessert werden.
· Weiterhin wird durch ein modulares System zum einfachen Austausch eine flexible Auswahl verschiedener Phasenwechselmaterialien und damit eine relativ unkomplizierte Anpassung an benötigte Temperaturniveaus und Dynamik möglich. (Baukastenprinzip)
· Zur verlustarmen Ein- und Ausspeicherung werden hochtemperaturtaugliche Komponenten wie Pumpen, Mischer und Ventile konzipiert, entwickelt, gefertigt und in einer Pilotanwendung optimiert.
Sämtliche dafür erforderlichen Komponenten sind bisher am Markt nicht erhältlich und werden innerhalb des Projektes erstmals für diese Anwendung entwickelt.
Projektpartner:
Simply Solar (www.simplysolar.de)
Gefördert durch BMWi
verantwortlich : Dr. Christian Dede