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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Entwicklung eines modularen Wärmespeichers für die Nutzung industrieller Abwärme bei Temperaturen bis 500 °C

Donnerstag (19.09.2019)
14:30 - 15:00 Uhr Eselstall

Der Klimaschutzplan der Bundesregierung zielt in den nächsten Jahrzehnten auf eine starke Verringerung der CO2-Emissionen ab. Neben der Energiewirtschaft spielt dabei der industrielle Sektor eine wichtige Rolle. In einer Vielzahl von Prozessen wird Prozesswärme bei hohen Temperaturen benötigt. Ein großer Anteil fällt nach dem Prozess als Abwärme an, welche zur Steigerung der Energieeffizienz und Verringerung der Emissionen weiter genutzt werden soll.


Besteht eine zeitliche Diskrepanz zwischen dem Anfall der Abwärme und der Nutzung, bieten Latentwärmespeicher die Möglichkeit die thermische Energie auf einem möglichst hohen Temperaturniveau zu speichern bei gleichzeitig geringem Platzbedarf. Im Temperaturbereich zwischen 300 °C und 500 °C werden dafür Nitrat- oder Chloridsalze als Phase Change Material (PCM) mit dem Phasenwechsel fest-flüssig genutzt. Da die Wärmeleitfähigkeit des PCM begrenzt ist, muss zur Realisierung einer ausreichenden Be- und Entladeleistung der Wärmetransport im Speicher durch die Anwendung Wärme leitender Strukturen verbessert werden. Aus der Anwendung der Salze ergeben sich große Herausforderungen hinsichtlich des Speicherdesigns und der zu verwendenden Behälter- und Wärmeleitstruktur-Materialien. Für einen langfristigen Einsatz spielt die Verträglichkeit zwischen PCM und dem Behälterwerkstoff eine entscheidende Rolle. Die Anwendung Wärme leitender Strukturen erfordert eine möglichst große Kontaktfläche zum PCM, was wiederum Korrosion begünstigt.


Im Rahmen des Projektes ModulHeatStore wird am Fraunhofer IFAM ein entsprechendes PCM-Speichermodul als Teil eines Gesamtspeichers mit verschiedenen anderen Speichermaterialien entwickelt. Die Ergebnisse der thermischen Auslegungen, der PCM- und Werkstoffauswahl sowie der durchgeführten Laborversuche, bspw. der Zyklierung von Materialproben im PCM, werden vorgestellt und Schlussfolgerungen für die weitere Entwicklung gezogen.

Sprecher/Referent:
Torsten Seidel
Fraunhofer IFAM Dresden
Weitere Autoren/Referenten:
  • Michael Lehmann
    Fraunhofer IFAM Dresden
  • Lukas Voigt
    Fraunhofer IFAM Dresden
  • Dr. Marcel Fink
    Fraunhofer IFAM Dresden
  • Cris Kostmann
    Fraunhofer IFAM Dresden
  • Dr. Olaf Andersen
    Fraunhofer IFAM Dresden
  • Dr. André Schlott
    Fraunhofer IFAM Dresden