Thermische Energiespeicher

Phasenwechselmaterialien (PCM) erhöhen als latente Wärmespeicher die Wärmekapazität von Gebäuden und sorgen für ein stabiles, angenehmes Raumklima. Ihre Arbeitstemperatur ist bei der Produktion von -10 °C bis 80 °C einstellbar.  Besonders interessant ist ihr Einsatz in der Leichtbauweise, da sie in Form von Mikrokapseln direkt in Putze oder Trockenbauplatten eingebracht werden. PCM können außer in Gebäuden auch überall dort eingesetzt werden, wo auf kleinem Raum eine hohe Wärmespeicherfähigkeit gewünscht ist, wie bei Wärme tauschern oder Wasserboilern. Außerdem arbeiten Fraunhofer-Experten an pumpfähigen Hochleistungs kälteträgern wie Eis-Suspensionen zum Einsatz in der Prozess- und Transportkühlung oder im Bereich der Lebensmittelindustrie. Wärme- und Kältespeicherung sind auch durch Ab- oder Adsorptionsprozesse möglich. Diese sogenannte sorptive oder thermo-chemische Wärmespeicherung hat den Vorteil, dass sehr hohe Speicherdichten erreicht und ein breites Temperaturspektrum abgedeckt werden können. Außerdem entfallen thermische Energieverluste während der Speicherperiode.

Kompetenzen der Fraunhofer-Allianz Energie im Bereich Thermische Energiespeicher

Sensible Wärmespeicher

Sensible Wärmespeicher

Sensible Wärmespeicherung mit Hilfe von Wasser, Thermalöl, Gestein, etc. wird in vielen Bereichen vom Wohngebäude über industrielle Anwendungen bis hin zu Kraftwerken eingesetzt. Die Zufuhr und Entnahme thermischer Energie äußert sich bei diesen Speichersystemen fühlbar (sensibel) durch eine Änderung der Temperatur. Fraunhofer-Forscherinnen und Forscher arbeiten an der effizienten Nutzung verschiedener Speicherarten, -geometrien und -materialien. Ein Aspekt ist dabei die saisonale Speicherung von Wärme und Kälte im Untergrund. Neben klassischen geschlossenen Erdwärmetauschersystemen stehen auch offene Systeme im Fokus, in denen Wärme bzw. Kälte durch eine Zirkulation von Formationswasser in geeigneten geologischen Strukturen gespeichert wird. Neben den natürlichen hydrothermalen Reservoiren werden künstliche Formationen, wie Bergbauinfrastrukturen, untersucht. Um den Einsatz von erneuerbaren Energien insbesondere im Wärme- und Kältesektor zu erhöhen, muss die Diskrepanz zwischen der Verfügbarkeit von überschüssiger (z.B. geothermischer) Wärme im Sommer und dem hohen Energiebedarf im Winter effizient angegangen werden. Unterirdische thermische Energiespeichersysteme könnten eine solche replizierbare und intelligente Lösung für den Ausgleich von saisonalen Spitzen im Heiz- und Kühlbedarf bieten. Daher kann die Einbindung von saisonalen Speichern in geeignete Versorgungsstrukturen einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der angestrebten Klimaschutzziele leisten.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

TheMatIK

Wärmespeicher für Industrie & Kraftwerke. Im Projekt TheMatIK wurden metallische Phasenwechselmaterialien (PCM) und metallische Verkapselungen auf ihre Eignung als Wärmespeicher untersucht. 

 

MINAKRIP

Der Einsatz von Phasenwechselmaterialien (Phase Change Materials, PCM) ist ein vielversprechender Ansatz um Wärme bei geringen Temperaturdifferenzen zu speichern...

 

MissElly

Das Projekt MissElly wird im Verbund bestehend aus der Fraunhofer IEG und der Voltavision GmbH durchgeführt. Das Ziel ist die ganzjährige Bereitstellung von Kälte zur Kühlung von Laboren und Testständen für Leistungselektrotechnik.