News

Photovoltaik

Andreas Maußner im Podcast des PV Magazine

22. März 2023

Um die Dekarbonisierung von Industriebetrieben mittels Photovoltaik und Energiespeichern dreht sich der aktuelle Podcast des PV Magazine. Dazu waren Martin Schichtel, Geschäftsführer unseres Projektpartners Kraftblock, und Andreas Maußner aus dem ZAE eingeladen. In dem knapp 45-minütigen Gespräch mit PV-Magazine-Redakteurin Cornelia Lichner zeigen die beiden mögliche Wege in die CO2-Neutralität für Industriebetriebe auf.


DKV-Tagung 2022

ZAE auf der DKV-Tagung 2022 – erneuerbare Energien nutzen, sparen und speichern

29. November 2022

Über 500 Wissenschafts- und Industrievertreter aus Kälte-, Klima-, Wärmepumpen-, Stoffdaten- und Kryotechnik nahmen an der diesjährigen Jahrestagung des Deutschen Kälte- und Klimatechnischen Vereins (DKV) teil. Zum 75. Jubiläum der Vereinsneugründung wählte man Magdeburg als Ort für die dreitägige Veranstaltung, die einen Exkursions- und Studierendentag sowie über 100 Fachvorträge umfasste.


Der PAKS-Versuchsstand

Start des Forschungsprojekts PAKS zur Entwicklung eines neuartigen Kältespeichers

18. Juli 2022

Am ersten Juli fiel der Startschuss zum Forschungsprojekt PAKS, in dem ein partiell kristallisierender Absorptionskältespeicher entwickelt werden soll. Dieser erreicht nicht nur um ein Vielfaches höhere Energiespeicherdichten als heute verwendete Eisspeicher, sondern ermöglicht auch flexible Kältebereitstellung ohne zusätzliche CO2-Emissionen, wenn er z. B. durch industrielle Abwärme angetrieben wird.


Geburtstagssymbole

Feier zum dreißigjährigen Bestehen des ZAE

05. Juli 2022

Am 5. Juli 2022 feierte das ZAE Bayern im Garchinger Bereich ES seine mittlerweile 30 Jahre zurückliegende Gründung. Zu Gast waren bei dieser Gelegenheit – neben Vertretern aus Politik und Ministerien – aktuelle und zukünftige Projektpartner aus Industrie, Kommunen und Forschung sowie die Presse und natürlich auch die Angestellten des Instituts von PraktikantInnen über ProjektleiterInnen bis zur Bereichsleitung.


IEA Energy Storage TCP

Enerstock Online 2023

13. Juni 2022

2023 wird die erste Enerstock-Online-Konferenz des Energy Storage Technology Collaboration Programme der IEA veranstaltet. Diese sollen künftig die Wartezeit zwischen den alle drei Jahre physisch stattfindenden Enerstock-Konferenzen verkürzen.


Punkte

InEs im Abriss: Video zum Sanierungsprojekt in Schwarzenbach

16. Mai 2022

In einem dreiminütigen Video haben die Beteiligten des Projekts InEs zusammengefasst, welche Herausforderungen und Herangehensweisen sich zum jetzigen Zeitpunkt bereits herauskristallisiert haben und wohin die Arbeit noch führen wird. Die Partner gKU Winterling Immobilien und ZAE Bayern informieren darin knapp über den Stand der Dinge und geben Einblick in den Betrieb des Gewerbeareals und die bisherige Messdatenerhebung.


Punkte

TI-Expo und -Conference: ZAE als Aussteller und Konferenzteilnehmer

24. April 2022

Die neu ins Leben gerufene Messe mit Konferenz findet am 4. Und 5. Mai in Essen statt. Veranstalter ist die Rudolf Müller Mediengruppe, Herausgeberin des Fachmagazins „TI Technische Isolierung“. Das ZAE wird auf der Messe als Aussteller präsent sein, unser Beitrag zur Konferenz behandelt die neuesten Entwicklungen im Feld der industriellen Superisolation für Anwendungen bis 1.000 °C.


Punkte

20 % zusätzliche Wärme aus dem Blockheizkraftwerk – Startschuss für den eQBooster

21. April 2022

Die Forschungspartner im Verbundprojekt eQBooster arbeiten an der Entwicklung einer thermisch angetriebenen Absorptionswärmepumpe – dem namensgebenden eQBooster. Dieser kommt als zusätzliche Effizienzmaßnahme bevorzugt an Blockheizkraftwerken zum Einsatz. Durch Nutzung von Abwärme aus dem BHKW als Antriebsenergie für die Wärmepumpe kann eine emissionsfreie Steigerung des Wärmeertrages um ca. 20 % erreicht werden.


Punkte

ALAN kriegt die Kurve

11. April 2022

Die Versuchsanlage ALAN (ALterungsANlage) dient der Durchführung von Gleichgewichtsmessungen an Sorptionsmaterialien, mittels derer sich die Speicherdichte eines Materials für eine spezifische Anwendung bestimmen lässt.


BETD-Side-Event

BVES/DCSP-Side-Event thermische Technologien zum Berlin Energy Transition Dialogue

24. März 2022

Am 29. Und 30. März findet der Berlin Energy Transition Dialogue 2022 statt. Der Bundesverband Energiespeicher und der Deutsche Industrieverband Concentrated Solar Power veranstalten dazu am 31. März ein Online-Side-Event zur Rolle thermischer Technologien in der Energiewende unter dem Titel „Enabling Energy Transition with Thermal Technologies“. Die Keynote wird der ZAE-Vorstandsvorsitzende Andreas Hauer halten.


OnSeminar am 17.02.2022

Andreas Hauer und Christoph Rathgeber beim IEA ES OnSeminar

28. Februar 2022

Bereits am 17. Februar fand online das zweite OnSeminar des Energy Storage TCP der IEA statt. Zum Thema "Copact Thermal Energy Storage Materials and Components" sprachen Task Manager Andreas Hauer und Subtask Leader Christoph Rathgeber vom ZAE sowie Subtask Leader Stefania Doppiu von CIC energyGUNE.


InEs-Website

Öffentlichkeitsarbeit im Projekt InEs: neue Website und informative Schautafel

21. Februar 2022

Das Team des Forschungsprojekts InEs („Innovatives Energieversorgungssystem für ein gewerbliches Quartier im Wandel“) lässt die Öffentlichkeit an dem Vorhaben teilhaben. Eine neue Webseite und eine Schautafel bringen interessierten Besuchern die spannenden Projektinhalte näher.


17.02.2022, 14:00 CET

ES-OnSeminar – Aktuelles zur Energiespeicherung für alle

14. Februar 2022

Seit 2019 übernimmt das ZAE die Sekretariatsaufgaben des Energy Storage Technical Collaboration Programmes (ES TCP) der International Energy Agency. Dazu gehört, seit Anfang 2022, auch eine Reihe von Onlineseminaren: das ES-OnSeminar. Darin wird einmal monatlich, öffentlich und ohne Teilnahmegebühr, über aktuelle internationale Arbeiteten innerhalb des ES TCP informiert und über Neuerungen und Entwicklungen in der Energiespeicherung berichtet.


neos-Testgelände

Abschluss des Projekts neos

07. Februar 2022

Im Projekt neos – NetzEntwicklungsOffensive Strom wurden in den vergangenen vier Jahren gemeinsam mit den Projektpartnern vielfältigste drängende Fragestellungen rund um das Stromnetz der Zukunft diskutiert, analysiert und Lösungen erarbeitet.


Sichtbare Wärme

Interview zur Wärmewende mit Dr. Andreas Hauer

31. Januar 2022

Wie man die Wärmewende beschleunigt und wie deutsche Unternehmen dabei im internationalen Vergleich mit ihrer Expertise punkten können, kommentierten Dr. Andreas Hauer vom ZAE Bayern und Mathias Kelter von der Kelter – Beratung Energietechnologien im Interview mit der Zeitschrift Markets International der Germany Trade & Invest.


Speicherversuchsstand in Garching

Abschluss des Projekts iAST zur Nutzung von Abwärme in der Industrie

26. Januar 2022

Das Verbundprojekt mit Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie behandelte in den vergangenen Jahren die Nutzung industrieller Abwärme in einer Gießerei. Dazu wurde die thermische Speicherung von Abwärme bei bis zu ca. 220 °C untersucht.


Transportboxen von va-Q-tec

Entwicklung von Kältespeichermaterialien für die Impfstoffkühlung ohne Trockeneis als Teil der IEA-Initiative Today in the Lab – Tomorrow in Energy?

29. November 2021

Im BMWi-geförderten Projekt coCO2vac entwickelt das ZAE Bayern zusammen mit der va-Q-tec AG Kältespeichermaterialien, so genannte Phasenwechselmaterialien (PCM), für die Lagerung und den Transport von COVID-19-Impfstoffen und anderen Arzneimitteln bei –70 bis –60 °C. Kürzlich wurde das Projekt von der Internationalen Energieagentur (IEA) für die Initiative Today in the Lab – Tomorrow in Energy? ausgewählt.


ISHPC-Logo

Fachvorträge zu Absorptionswärmepumpen auf ISHPC 2021 und DKV-Tagung 2021

22. November 2021

Bei der International Sorption Heat Pump Conference 2021 in Berlin sowie auf der Deutschen Kälte- und Klimatagung 2021 des DKV in Dresden präsentieren wir die neuesten Ergebnisse unserer Forschung.


Stefanie Tafelmeier erklärt

Dr. Stefanie Tafelmeier bei Soapbox Science Munich

15. November 2021

Am 6. November 2021 war ZAE-Mitarbeiterin Dr. Stefanie Tafelmeier zu Gast bei Soapbox Science Munich und sprach über ihre Arbeit mit Phasenwechselmaterialien und Wärmespeichern.


Einbau des Grabenkollektors

Projekt QEWSplus: Erfolgreicher Einbau eines Grabenkollektors am Testfeld der Hochschule Biberach

08. November 2021

Im durch das BMWI geförderten Verbundvorhaben QEWSplus (FKZ 03EE4020AH) untersucht das ZAE Bayern gemeinsam mit 8 Verbundpartnern (HBC-IGE, EIFER, KIT-AGW, Solites, Fraunhofer ISE, Burkhardt GmbH, H.S.W. GmbH, Hans G. Hauri KG) wichtige Aspekte der Qualitätssteigerung bei der Auslegung, Planung, Ausführung und Inbetriebnahme oberflächennaher geothermischer Systeme. Im Rahmen des Teilprojekts 1, welches sich mit der Entwicklung erweiterter thermischer Testmethoden für oberflächennahe Geothermiesysteme beschäftigt, wurde nun erfolgreich ein Grabenkollektor am Testfeld des Projektpartners Hochschule Biberach eingebaut.


Beispiel für einen Speicher

Neues Projekt VKTES: Erarbeitung von Vergleichskennzahlen für thermische Energiespeicher in Gebäudeenergiesystemen

25. Oktober 2021

Welche Kennzahlen benötigt man zur Bewertung der Praxistauglichkeit verschiedener Wärme- und Kältespeichertechnologien? Im BMWi-geförderten Forschungsprojekt VKTES kooperiert das ZAE mit Unternehmen, Forschungsinstituten und Universitäten, um diese Frage zu beantworten. So wird Planer*innen künftig die Auswahl des für ein Gebäudesystem am besten geeigneten Speichers erleichtert.


Gerdi-Laborversuchsstand

Erdwärme gegen Eisglätte

04. Oktober 2021

Das BMWi-geförderte Projekt GERDI behandelt die direkte geothermische Beheizung von frostgefährdeten Oberflächen wie Rampen, Tiefgaragenzufahrten und Gehwegen. Die ersten erfolgreichen Tests am Oberflächenheizelement wurden im Labor absolviert, die Funktionalität nachgewiesen. Nun läuft die Planung für eine ca. 50 m2 große Demonstrationsanlage, für die bereits zwei potenzielle Standorte in Eching (Kreis Freising) und Bad Wurzach gefunden wurden.


ALAN im Einsatz

Unterdruck für ALAN

21. September 2021

Ein wichtiger Bestandteil des BMWi-geförderten Forschungsprojekts AMThES ist die Untersuchung verschiedener Sorptionsmaterialien. Dabei wird jeweils die charakteristische Kurve eines Sorbens erstellt, die Aufschluss über seine Gleichgewichtsdaten gibt. So kann für jedes Material bestimmt werden, welche Speicherdichte es in einem Energiespeicher unter konkreten Anwendungsbedingungen erreichen kann.

Zur Messung dieser Kurve wird derzeit die Versuchsanlage ALAN umgerüstet, die ursprünglich der Überprüfung der Zyklenstabilität von Sorbentien diente (ALAN steht als Akronym für ALterungsANlage). Darin werden Materialproben unter Vakuum mit Wasserdampf beaufschlagt, um ihre Beladung verifizieren zu können. Die Anforderungen, die dabei an die Dichtigkeit des Systems gestellt werden, sind höher als bei den bisherigen Zyklenstabilitätsmessungen. Doch durch eine Umgestaltung der Probenbehälter ist ALAN jetzt dicht genug, um seine neue Aufgabe erfüllen zu können.


logo Projekt EmboPlate

Im Forschungsprojekt EmboPlate werden von 2021 bis 2023 maßgeschneiderte Graphitwerkstoffe für die Kernkomponenten von Redox-Flow-Batterie-Stacks (Mono- und Bipolarplatten) entwickelt.

30. August 2021

Da bei Redox-Flow-Batterien Leistung und Energie unabhängig voneinander skalierbar sind, können sie sehr flexibel an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden. Sie eignen sich zum Beispiel hervorragend als Pufferspeicher für Wind- und Solarstromanlagen oder als Zwischenspeicher zur Netzstabilisierung.

Ziel des Projekts EmboPlate ist die Entwicklung einfacher und wirtschaftlicher Herstellungsprozesse für leistungsfähigere Mono- und Bipolarplatten.

Die Bipolarplatten werden als Verbund aus expandiertem Graphit und Graphit-Polymer-Bipolarfolie verpresst. In diese Verbundplatten können durch Prägung kostengünstig Flussfelder bzw. Kanalstrukturen eingebracht werden. So werden mehrere Verlustmechanismen des Batteriesystems gleichzeitig reduziert.

Die Monopolarplatten bilden jeweils die Enden eines Stacks und stehen in Kontakt mit den Stromabnehmern. Ein zu hoher elektrischer Widerstand kann an diesen Stellen die Leistung des Stacks mindern. Daher soll dieser Widerstand durch eine stoffliche Verbindung von Monopolarplatte und Stromabnehmer reduziert werden.

Das Projekt wird gemeinsam mit zwei Partnern aus der Industrie bearbeitet und im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms durch das BMWi unterstützt.


enerstock logo

Startschuss für das Forschungsprojekt InEs

19. August 2021

Am 1. August 2021 starteten die Planungen für ein innovatives Energieversorgungssystem auf dem Winterling-Areal in Schwarzenbach an der Saale.

Bei dem Areal handelt es sich um eine ehemalige Porzellanfabrik der Firma Winterling, die bereits seit einigen Monaten saniert und von verschiedenen Gewerbemietern genutzt wird. Wichtig war der Gemeinde Schwarzenbach a.d. Saale der Erhalt des Gebäudekomplexes unter dem Gesichtspunkt der Ressourcenschonung im Vergleich zu einem Abriss und Neubau des Gebäudes. Das geförderte Forschungsprojekt klinkt sich nun bei der laufenden Sanierung ein und betrachtet die klimaschonende Versorgung des Areals mit Strom und Wärme. Es wird von einem Konsortium aus 13 Partnern bearbeitet, darunter Forschungsinstitute und Industrieunternehmen. Mit einem Fördervolumen von 1,9 Millionen Euro wird das Vorhaben im Rahmen des "7. Energieforschungsprogramms" des BMWi unterstützt.

Im Fokus der Arbeiten steht die Integration von verschiedenen erneuerbaren Energien und von Abwärme in das bestehende Energieversorgungssystem. Das reicht von Solar- und Windstrom über die Erzeugung von grünem Strom mittels Biogas-BHKWs und ORC-Prozess bis hin zur Abwärmenutzung auf dem Areal. Unterstützt werden soll dieses System durch die Einbindung eines großen thermischen Speichers sowie eines elektrischen Quartiersspeichers. Auch weitere Aspekte wie Ladesäulen für Elektromobilität und Fahrradständer mit integrierter Photovoltaik-Überdachung werden eingebracht. Dazu müssen neue Technologien erdacht und getestet werden.


PV-Speicher - Icon

Hohe Nachfrage beim PV-Speicherprogramm

16. August 2021

Das bayerische PV-Speicherprogramm als Teil des 10.000-Häuser-Programms gibt es seit August 2019. Seit seinem Bestehen wurden Neuinstallationen von 300.000 kWp PV-Dachanlagen und eine Speicherkapazität von über 300.000 kWh durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert. Im Jahr 2021 sind die Antragszahlen nochmals um 60 Prozent gegenüber 2020 gestiegen. Damit das Programm ohne Unterbrechung weiter durchgeführt werden kann, wird seit Juli 2021 das monatliche Antragskontingent auf 2.000 Anträge gedeckelt.

Das ZAE Bayern begleitet das 10.000-Häuser-Programm seit 2016 und unterstützt das bayerische Wirtschaftsministerium bei technischen Fragestellungen.


enerstock logo

Vier Vorträge und drei Poster des ZAE auf der ENERSTOCK 2021

09. August 2021

Ein Plenarvortrag zum Wert von Energiespeicherung, Fachvorträge und Poster zur Wärme- und Kältespeicherung mit Phasenwechselmaterialien (PCM) sowie Sorptionsmaterialien – das ZAE Bayern präsentiert neue Ergebnisse seiner angewandten Energieforschung bei der Energiespeicher-Konferenz des Energy Storage TCP der Internationalen Energieagentur IEA.

Wie lassen sich verschiedene Vorteile von Energiespeichersystemen in einen monetären Wert übersetzen? Warum sind vier Temperaturen notwendig, um die Speicherkapazität sorptiver Speichermaterialien unter Anwendungsbedingungen zu ermitteln? Wie funktioniert ein Absorptionskältespeicher, in dem wässrige Lithiumbromidlösung teilweise kristallisiert? Wie lässt sich das Verständnis der Nukleation organischer PCM mit Mikroskopie und molekulardynamischen Simulationen verbessern? Was ist bei der Entwicklung neuer PCM anhand von Phasendiagrammen zu beachten? Warum ist es wichtig, die Kristallisationsgeschwindigkeit von PCM in Abhängigkeit der Unterkühlung zu messen? Welche Vorteile bietet die Kopplung von Gebäudesimulation mit Echtzeitmessungen von PCM-Komponenten?

Diesen Fragen widmen sich die Beiträge des ZAE Bayern zur diesjährigen ENERSTOCK, die vom National Institute of Chemistry, Department of Inorganic Chemistry and Technology und der University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering aus Ljubljana, Slowenien, organisiert wurde. Das Book of Abstracts kann auf der Webseite der Konferenz heruntergeladen werden.


arc-Logo

Projekt NEOS auf der ARC-Konferenz

02. August 2021

Am 23.07.2021 fand, ausgerichtet durch die Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, online die zehnte Applied-Research-Conference (ARC) statt. Jedes Jahr werden dort Beiträge von Studierenden des Studiengangs Applied Research aus ganz Bayern vorgestellt.

Für das ZAE Bayern steuerte dieses Jahr Emily Cameron ein Poster bei. Basierend auf den Ergebnissen des Projekts NEOS behandelt es mögliche Ursachen von Kurzunterbrechungen mit automatischer Wiedereinschaltung im Hochspannungsnetz. Zusammenhänge mit möglichen Ursachen wurden hergestellt, mögliche Abhilfemaßnahmen und ihre Funktionen dargestellt.


EiB-Logo

Simulationsbibliothek für Energieeffizienz in der Industrie

27. Juli 2021

Simulationen sind ein seit langem etabliertes Werkzeug für die Analyse, Planung und Auslegung technischer Systeme. Im BMWi-geförderten Projekt „ETA im Bestand“ (FKZ: 03EN2048A-I) entwirft das ZAE aktuell eine standardisierte, benutzerfreundliche Simulationsbibliothek für bestehende Fabriken der Metall verarbeitenden Industrie.

Simulationen erlauben es, durch Modellvariation die Auswirkungen veränderter Rahmenbedingungen, veränderter Eingangsgrößen sowie veränderter Komponenten auf ein System zu erproben. Anders als bei einem realen System, ist der Aufwand dafür bei Simulationen vergleichsweise gering. Verbesserungspotenziale können ohne großen technischen oder finanziellen Aufwand geprüft werden.

Zusammen mit den Projektpartnern PTW TU Darmstadt , LTX Simulation GmbH , ISM+D TU Darmstadt , ETA-Solutions GmbH , Fraunhofer ISE und IWT Bremen wird im Teilprojekt „Anwenderorientierte Werkzeuge zur Planung von Energieeffizienzmaßnahmen im Bestand“ eine Simulationsbibliothek für bestehende Fabriken der Metall verarbeitenden Industrie entwickelt. Dazu werden Systemkomponenten wie Maschinen, technische Gebäudeausrüstung und das Gebäude selbst modelliert, um schließlich energetisch relevante Prozesse effizient abbilden zu können.

Ziel ist es, Anwendern eine energetische Analyse sowie die Erprobung und Bewertung technischer Potenziale zur Energieeffizienzsteigerung in Bestandsfabriken zu ermöglichen.


aeg kombidaempfer

Projekt zur Verbesserung von Kombi-Gargeräten der Firma RATIONAL

28. Juni 2021

In einer Kooperation mit der Rational AG arbeitet das ZAE derzeit daran, Kombi-Gargeräte für Großküchen energieeffizienter zu machen.

Die iCombi-Serie arbeitet mit einer speziellen Technologie, die Heißluft und Dampf in einem Gerät kombiniert. Im Marktsegment der Kombi-Dämpfer nimmt Rational damit eine führende Position ein. Die Geräte finden sich in der Gastronimie, Hotellerie, Systemgastronomie und in Gemeinschaftsküchen wieder, wo große Mengen und Durchsätze benötigt werden.

Das ZAE untersucht nun mehrere Ansätze zur Vermeidung und Nutzung von Abwärme beim Einsatz der Geräte.


Ölheizung

Weg vom Öl: Energieberatung für kommunale Gebäude in Scheyern

14. Juni 2021

91 % CO2-Einsparungspotenzial: Das ist das Ergebnis einer durch das ZAE durchgeführten Energieberatung für die Gemeinde Scheyern im Landkreis Pfaffenhofen.

Momentan werden die Kommunalen Gebäude auf dem Schyrenareal und zwei weitere untersuchte Bauwerke noch mit Öl geheizt. Vor-Ort-Begehungen und eine detaillierte Messdatenerhebung in einzelnen Räumen und dem Nahwärmenetz lieferten Daten, die den Vergleich verschiedener Sanierungsmaßnahmen mittels der Simulationssoftware ZUB Helena ermöglichten.

Anfang Mai wurden die Ergebnisse der durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle geförderten Untersuchung im Gemeinderat vorgestellt. Neben energetischen Optimierungsmaßnahmen wie Fassadendämmung, Fenstertausch und neuer Heizungstechnik wurden eine Erneuerung des Nahwärmenetzes und die Umstellung von Erdöl auf Hackschnitzel als Energieträger empfohlen.


ZAE Bayern als Aussteller bei der Woche der Umwelt

07. Juni 2021

Die Fachjury der Woche der Umwelt hat das ZAE dieses Jahr ausgewählt, an der Veranstaltung in Schloss Bellevue als Aussteller teilzunehmen. Coronabedingt findet die Ausstellung dieses Jahr stattdessen online statt. Unser Beitrag zum Projekt „Geothermische Niedertemperatur-Weichenheizung“ findet sich hier.

Die direkte Nutzung von Niedertemperaturwärme aus dem Untergrund zur Beheizung von Bahnanlagen in der Winterperiode bietet großes und weitgehend ungenutztes Potenzial zur Defossilisierung. Der gesamte Energieverbrauch solcher Anlagen, inklusive Nahverkehr und nicht zur DB AG gehöriger Infrastruktur, erreicht in Deutschland etwa 186 GWh pro Saison. Das entspricht ca. 88.000 t freigesetztem CO2.

Die durch uns entwickelte autarke Weichenheizung nutzt die Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmediums CO2 in einem Thermosiphon. Wärme wird so, unter Ausnutzung des Dichteunterschiedes zwischen flüssigem und gasförmigem CO2, aus dem Untergrund an die Gleisbauteile transportiert. Dieser selbstregelnde Kreislauf kommt in Gang, sobald die Außentemperatur die Bodentemperatur von ca. 10°C unterschreitet. Hilfsenergie ist für den Betrieb nicht notwendig. Derzeit sind in Deutschland drei Pilotanlagen in Betrieb, wovon zwei umfangreich messtechnisch begleitet werden.


Neue Erkenntnisse zur Degradation von Graphitelektroden in Vanadium-Redox-Flow-Batterien

31. Mai 2021

Lange Zeit war unklar, warum die Performance von Graphitelektroden in Vanadium Redox-Flow-Batterien sich im Lauf der ersten Betriebswochen merklich verschlechtert. Die ZAE-Forschenden Tobias Greese und Gudrun Reichenauer haben diese Wissenslücke nun geschlossen. Ihr kürzlich im Journal of Power Sources erschienener Artikel bietet eine Erklärung für die beobachtete Degradation.

Der darin neu vorgeschlagene Mechanismus erklärt mehrere Aspekte des Elektrodenverhaltens, die bisher unstimmig erschienen, jetzt aber ein zusammenhängendes Bild ergeben: Teile der Elektrodenoberfläche werden durch die Adsorption von Vanadium als V2+ inaktiv, die Reaktion wird gebremst. Dieser Effekt ist allerdings reversibel. Das adsorbierte Vanadium kann durch Oxidation wieder von der Oberfläche der Elektrode entfernt werden, die so ihre ursprüngliche Leistungsfähigkeit zurückerhält.

Neben der Klärung einer lange unbeantworteten Forschungsfrage bietet diese Erkenntnis auch die Möglichkeit, entsprechende Betriebsstrategien zu entwickeln. So können die Gesamtperformance von Vanadium Redox-Flow-Batterien und somit auch ihre Wirtschaftlichkeit gesteigert werden.


Mikroskope

Wohltemperierte Mikroskopie von -100 bis 400 °C

17. Mai 2021

Im Bereich ES können ab sofort Mikroskopieaufnahmen in einem Temperaturbereich von -100 bis 400°C erstellt werden. Mittels eines neu angeschafften, mit Stickstoff kühlbaren Heiztisches, lassen sich Objektträger mit definierter Heiz- und Kühlgeschwindigkeit temperieren. Am ZAE Bayern dient diese Funktionalität hauptsächlich der Charakterisierung des Kristallisationsverhaltens von Phasenwechselmaterialien (PCM) und der Messung ihrer temperaturabhängigen Kristallisationsgeschwindigkeit. PCM werden unter anderem zur Temperaturstabilisierung sowie der Wärme- und Kältespeicherung eingesetzt.


Startschuss für den SunBeltChiller

12. Mai 2021

Sunbelt-Region, die sich auf der Nord- und Südhalbkugel jeweils zwischen dem 20. und 40. Breitengrad erstreckt, ist reich an solarer Einstrahlung und hat daher einen sehr hohen Kältebedarf. Bisher wird dieser hauptsächlich mittels fossiler Energieträger gedeckt, deren Nachteile weithin bekannt sind. Die Lösung: solare Kühlung, also Kühlen mit Sonnenkraft. Eine vielversprechende Variante dieses Ansatzes ist die solarthermische Kühlung, bei der solarthermische Kollektoren mit einer thermisch angetriebenen Kältemaschine kombiniert werden.

Eine große Herausforderung für diese Systeme in der Sunbelt-Region ist jedoch die Notwenigkeit eines Nasskühlturms. Der damit verbundene hohe Wasserverbrauch und Wartungssaufwand verursacht erhebliche Zusatzkosten. Zudem ist der Betrieb in sehr trockenen Regionen ökologisch bedenklich und meist auch verboten.

Hier setzt das Forschungsprojekt „SunBeltChiller: Solarthermisches Energiesystem für Kälte und Prozesswärme im Sunbelt“ an. Das hier entwickelte solarthermische Kühlsystem kommt ohne Nasskühlturm aus und ist dabei hocheffizient. Erreicht wird dies durch konzentrierende Fresnel-Solarkollektoren, die eine zweistufige Absorptionskälteanlage mit großem Temperaturhub antreiben, in Kombination mit einer einstufigen Absorptionskälteanlage, Kalt- und Warmwasserspeichern. Neben den Vorteilen der Nutzung erneuerbarer Energien verspricht dieses System gegenüber konventionellen Lösungen auch wirtschaftliche Vorteile.

Neben der Erarbeitung von Steuerungs- und Auslegungsroutinen und der Bewertung von Standorten ist die Demonstration des Systems im kleinen Maßstab, zunächst im Labor des ZAE, später in einer realen Anwendung, geplant. Das Forschungsprojekt wird durch die Verbundpartner Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Industrial Solar und das ZAE Bayern bearbeitet. Öffentliche Förderung erfolgt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und in Zusammenarbeit mit dem Projektträger Jülich (FKZ: 03ETW026).


100 % erneuerbare Energien für Bayern
Potenziale und Strukturen einer Vollversorgung in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität

11. Mai 2021

Unter dem Titel Bayern als Modellregion für die Energiewende haben der Lehrstuhl für Energiesysteme und das ZAE Bayern im Auftrag des BUND Naturschutz in Bayern e. V. eine Studie über die Möglichkeiten einer zu 100 % erneuerbaren Vollversorgung Bayerns in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität erstellt.

Die Studie umfasst mehrere Szenarien für ein erneuerbares bayerisches Energiesystem im Jahr 2040 unter Berücksichtigung der lokalen Besonderheiten. Sie zeigt insbesondere auf, dass für die Strombereitstellung aus Solarstrahlung und Wind die bestehenden Ausbaupotenziale nahezu vollständig genutzt werden müssen. Darüber hinaus wird auch ein starker Ausbau klimaneutraler Technologien zur Sektorenkopplung sowie zum zeitlichen Ausgleich von Bereitstellung und Nachfrage notwendig. Trotz all dieser Herausforderungen ist ein zu 100 % erneuerbares Energiesystem technisch umsetzbar, wodurch Bayern eine Vorreiterrolle bei der ganzheitlichen Energiewende einnehmen könnte.

Unter https://www.mw.tum.de/es/publikationen/bayernstudie/ kann die gesamte Studie ab dem 11.05.2021 heruntergeladen werden. Außerdem ist dort die Anmeldung zur Onlineveranstaltung zur Erstveröffentlichung am 11.05.2021 von 15:30–17:30 Uhr möglich.


QEWS-Plus-Logo

Kickoff des Projektes QEWSplus

03. Mai 2021

Im Verbundvorhaben QEWSplus – Qualitätssteigerung oberflächennaher Geothermiesysteme werden durch insgesamt acht Partner wichtige Aspekte der Sicherung und Steigerung der Qualität oberflächennaher geothermischer Anlagen, von der Auslegung und Planung über die Ausführung bis hin zur Inbetriebnahme, untersucht und Problemlösungen entwickelt. So sollen Risiken abgebaut, Energiegestehungskosten gesenkt und die Effizienz und Anlagenverfügbarkeit sowie Bekanntheit und öffentliche Akzeptanz oberflächennaher Erdwärmesysteme gesteigert werden. Vier Teilprojekte behandeln thermische Testmethoden, TRT-Prüfgeräte, Verfüllbaustoffe sowie Modellierungsarbeiten, wobei jeweils mehrere Projektpartner ihre Expertise einbringen.


ZAE Bayern Projekt OPENBEA

Simulation elektrischer Speicher für das Stromnetz der Zukunft

26. April 2021

Im Projekt open_BEA erarbeitet das ZAE Bayern in Zusammenarbeit mit der TU München und dem Reiner Lemoine Institut ein Open-Source-Software-Framework zur Untersuchung elektrischer Speichersysteme. Die Simulationsplattform ermöglicht eine detaillierte Leistungsmodellierung von Lithium-Ionen- und Redox-Flow-Speichern sowie Zeitreihensimulationen für ein gesamtes Verteilnetz mit einer großen Anzahl von Erzeugungs-, Last- und Speichereinheiten. Schwerpunkt der Arbeiten am ZAE ist ein Systemmodell einer Redox-Flow-Batterie.


organische PCM Simulation

Molekulardynamische Simulation für verbesserte Keimbildung in PCM

20. April 2021

Im Rahmen des Projektes Minakrip wird systematisch die Wirkung von Fremdkeimen in mikroverkapselten und emulgierten Phasenwechselmaterialien (PCM) untersucht. Molekulardynamische Simulation ist dabei ein wichtiges Werkzeug, um einen Einblick in die Abläufe auf atomarer Ebene während des Kristallisierens zu erhalten. Zur visuellen Beurteilung der Kristallisation kommt darüber hinaus Polarisationsmikroskopie zum Einsatz.

Molekulardynamik ist eine Methode zur Simulation und Analyse physikalischer Bewegungen von Atomen und Molekülen. Bereits in den 1950er Jahren entwickelt kommt sie, dank der seither stetig gewachsenen verfügbaren Rechenleistung, heutzutage in vielen Forschungsgebieten zur Anwendung.

Das ZAE Bayern und sein Projektpartner, das Fraunhofer ISE, nutzen sie nun, um Einblick in den Keimbildungsprozess in PCM zu erhalten. Die Keimbildung zu verstehen ist der Schlüssel, um in Latentwärmespeichern Unterkühlung zu verhindern, bei der die Speichermaterialien unter ihre Schmelztemperatur abgekühlt werden können, ohne zu kristallisieren. Bisher verhindert unter anderem dieser Effekt die breite Anwendung von Latentwärmespeichern. Durch gezielten Einsatz von Fremdkeimen kann er allerdings verhindert und so die Verbreitung dieses Speichertyps vorangebracht werden.


ZAE Bayern, Bio_WAP

Halbe Brennstoffmenge, gleiche Wärme

12. April 2021

Wie kann der Wärmebedarf von Gebäuden günstig, erneuerbar und versorgungssicher gedeckt werden? Wie lassen sich dabei die Stromnetze entlasten und knappe Holzbrennstoffe sparen? Im BMWi-geförderten Projekt „BioWap“ (FKZ 03KB127) haben das ZAE Bayern und der Kesselhersteller HDG Bavaria ein neuartiges, mit Biomasse gefeuertes Wärmepumpen-Heiz- und Kühlsystem entwickelt, das die Hälfte des Brennstoffs einspart.

Das am ZAE entwickelte und getestete System wurde als ökonomisch und ökologisch sinnvolle Heizeinheit mit einer thermischen Nennleistung von etwa 100 kW konzipiert. Durch die Option, damit ganzjährig Kälte für Klimatisierung oder industrielle Anwendungen bereitzustellen, wachsen möglicher Einsatzbereich und Jahresnutzungsgrad.

Die direkte Kopplung von Verbrennung und Absorptionswärmepumpe (Arbeitsstoffpaar: Wasser und wässrige Lithiumbromidlösung) erlaubt die Nutzung einer Umweltwärmequelle mit niedriger Temperatur. Der Wärmepumpenprozess verdoppelt dabei die Effizienz des Kessels im Vergleich zu herkömmlichen Modellen, die anfallenden Emissionen schrumpfen entsprechend um bis zu 50 %. Der Strombedarf des Systems liegt bei maximal 2 % der Nutzenergie. Diese Sparsamkeit macht es nahezu unempfindlich gegenüber der Volatilität erneuerbarer Stromerzeuger wie Windkraft oder Photovoltaik. Außerdem belastet das mit Biomasse gefeuerte Wärmepumpensystem das Stromnetz deutlich weniger als konventionelle Varianten.

Ein wichtiges Ziel des Projektes war es, die Anlage so zu konzipieren, dass sie mit in der Biomassekesselherstellung üblichen Fertigungsschritten produziert werden kann. Das ermöglicht eine preisgünstige Herstellung und eröffnet so zahlreiche Anwendungen in Wohn- und Betriebsgebäuden, speziell im Hinblick auf den weltweit wachsenden Kühlbedarf.

Im Projekt wurde nachgewiesen, dass ein solches System günstig gefertigt und stabil betrieben werden kann. Die Ergebnisse der Labormessungen decken sich sehr gut mit den im Vorfeld simulativ ermittelten Werten. Erste Prognosen zur Wirtschaftlichkeit in Grundlastanwendungen bescheinigen dem Konzept Marktnähe. Die Projektpartner HDG Bavaria und ZAE Bayern analysieren nun weitere Schritte, um Feldtestanlagen zu Demonstrationszwecken zu ermöglichen.


ZAE Bayern, Arzberg

Batteriespeicher im Smart-Grid: zellulärer Ansatz schafft Netzstabilität

29. März 2021

Wie im realen Stromnetz das ganz Große und das ganz Kleine ineinandergreifen, war Inhalt des Projekts C/sells. Am Testzentrum des ZAE Bayern in Arzberg wurden Fortschritte beim Verständnis elementarer Systembausteine wie Batteriezellen erzielt und erstmals demonstriert, wie mit ihrer Hilfe per Smart-Meter-Gateway-Infrastruktur das Übertragungsnetz stabilisiert werden kann.

Nach vier Jahren endete Anfang 2021 das Projekt C/sells, Teil des Forschungsprogramms SINTEG. Darin wurde erprobt, wie die verschiedenen Ebenen und Regionen unseres Energiesystems besser auf eine Art und Weise zusammenarbeiten können, die seiner Struktur entspricht: zellulär, partizipativ und vielfältig.

Wenn in Zukunft das Stromnetz nicht mehr nur durch wenige Großkraftwerke, sondern durch Millionen dezentraler Erzeuger versorgt wird, steigt die Zahl der Akteure darin drastisch an. Um deren reibungslose Zusammenarbeit zu ermöglichen, wurden in C/sells standardisierte Werkzeuge und Infrastruktur entwickelt und in Demonstratoren umgesetzt. Eine von 35 dieser Demonstrationszellen ist das Testzentrum des ZAE in Arzberg. Seit 2015 wird dort erforscht, wie Speicher die Integration von Photovoltaik in das Niederspannungsnetz unterstützen können.

Als nächster Schritt wurde im Dezember 2020 der Abruf flexibler Leistung auf höchster Ebene, in den Übertragungsnetzen, erprobt. Der Versuchsaufbau folgte dem Leitgedanken des Projekts: Autonome Zellen stabilisieren koordiniert ein Gesamtsystem. Über die neue Smart-Meter-Gateway-Infrastruktur und die Flexibilitätsplattform der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. wurde erfolgreich durch den Netzbetreiber TenneT Leistung abgerufen und durch das Testzentrum bereitgestellt.

Die notwendige Flexibilität liefern in Arzberg Redox-Flow-Batterien. Bei dieser noch relativ jungen Technologie dient ein flüssiger Elektrolyt zur Speicherung elektrischer Energie. Bei der Erforschung der temperaturabhängigen Performance derselben kamen die klimatischen Bedingungen in Arzberg den Forschenden sehr entgegen: Die knackigen Winter im Fichtelgebirge bescherten ihnen ein breites Spektrum an Betriebstemperaturen. Ein Modell, das auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse solche Batteriezellen simuliert, wurde letzte Woche auf der Konferenz IRES 21 vorgestellt. Es soll künftig dabei helfen, Prognosen für den Batterieeinsatz zu verbessern. Denn obwohl die Wirkung einer einzelnen Zelle in Arzberg überschaubar ist, wird das zukünftige Gesamtsystem von einer riesigen Zahl solcher dezentralen Bausteine abhängen; seine Stabilität davon, wie planbar deren Einsatz ist.


Leben mit der Energiewende TV ZAE-Bayern-Dr-Hauer

Dr. Andreas Hauer im Interview zu Energiespeichern

22. März 2021

Im Rahmen der Onlinekonferenz Energy Storage Systems 2021 hat ZAE-Vorstandsvorsitzender Dr. Andreas Hauer dem Youtube-Kanal Leben mit der Energiewende TV ein ausführliches Interview zur Bedeutung und dem künftigen Einsatz von Stromspeichern gegeben.

Link zum Interview (YouTube): www.youtu.be/B4u6H7Bu2n8


Apparatur

Anwendungsorientierte Materialcharakterisierung für thermochemische Energiespeicher

15. März 2021

Im BMWi-geförderten Forschungsprojekt AMThES suchen Fraunhofer ISE und ZAE Bayern nach geeigneten Sorptionsprozessen für die thermische Energiespeicherung im Gebäude- und Industriebereich.

Die Speicherkapazität thermochemischer Energiespeicher hängt von den Betriebsbedingungen ab, bei denen sie eingesetzt werden. Unter Anwendungsbedingungen wird oft eine deutlich geringere Energiespeicherdichte erzielt, als die anhand von Gleichgewichtsmessungen theoretisch ermittelte.

Im Projekt AMThES werden daher Sorptionsprozesse identifiziert, die sich für die thermische Energiespeicherung im Gebäude- und Industriebereich eignen. Dazu müssen die verwendeten Materialen die technischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung – Speicherkapazität, Lade- und Entladeleistung und Zyklenstabilität – über die zu erwartende Zyklenzahl erfüllen. Außerdem muss ein damit konstruierter Speicher wirtschaftlich zu betreiben sein.

Im Mittelpunkt dieser Suche steht die Charakterisierung von Sorptionsmaterialien unter Anwendungsbedingungen – ein Feld, in dem die Kooperationspartner langjährige experimentelle Kompetenz mitbringen. Ziel ist es, sowohl ungeeignete Paarungen von Speichermaterial und Anwendung zu identifizieren und auszuschließen als auch aussichtsreiche Kombinationen in Zusammenarbeit mit der Industrie zu einer Demonstrationsanlage oder bis zur Marktreife weiterzuentwickeln.


PEM-Apparatur

Weniger Iridium, mehr Wasserstoff

08. März 2021

Die Dekarbonisierung unseres Energiesystems erfordert einen massiven Ausbau der Kapazitäten zur Erzeugung von grünem Wasserstoff. Ein Problem dabei: Iridium, das in Elektrolyseuren als Katalysator dient, ist selten und teuer.

Das ZAE Bayern entwickelt im Kopernikus-Projekt P2X, zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung, PEM-Elektrolyseure mit drastisch verringertem Iridiumgehalt und hoher Leistungsdichte – ein entscheidender Schritt in Richtung Produktion auf der Gigawatt-Skala. Die Ergebnisse von Langzeittests über 3.700 Stunden in industriellen Stacks zeigen eine gute und stabile Performance.


ETA-Apparatur

Entwicklung eines modularen Thermomanagements
für Maschinen zur wässrigen Bauteilreinigung

01. März 2021

In der metallverarbeitenden Industrie dienen Bauteilreinigungsmaschinen dazu, nach spanenden Bearbeitungsschritten Kühlschmierstoffe und Materialrückstände zu entfernen. Da dieser Vorgang meist mit großen thermischen Energieverlusten einhergeht, hat das ZAE ein nachrüstbares, modulares Thermomanagement für solche Geräte entwickelt.

Herzstück des Systems ist eine mit dem umweltfreundlichen Kältemittel Propan betriebene Wärmepumpe, die Abwärme hauptsächlich aus dem Trocknungsprozess der Bauteilreinigungsmaschine zurückgewinnt, um damit die genutzten Reinigungsbäder zu beheizen. So werden in der Anlage, je nach Chargengröße und Verschmutzung, bis zu 24 kWh Strom pro Stunde eingespart. Bei 5.000 Betriebsstunden pro Jahr bedeutet das eine Einsparung von 120.000 kWh. Das zugehörige Forschungsprojekt EtaimBestand wird durch das BMWi gefördert.


Bohrung - Erprobung von CO2-Erdwärmesonden

Erprobung von CO2-Erdwärmesonden in Garching

Anfang Februar wurde die Forschungsausstattung des Bereichs ES um eine 99 m tiefe Bohrung erweitert. Mit ihrer Hilfe werden CO2-Erdwärmesonden erprobt, die wartungsfrei und ohne Hilfsenergie arbeiten.
So sollen künftig Systeme zur Schnee- und Eisfreihaltung durch diese vollständig regenerative Technologie netzunabhängig und klimaneutral werden. Auf der gleichen Basis wurde bereits eine erdwärmebetriebene Weichenheizung konzipiert und zur Marktreife entwickelt. Darüber hinaus finden sich interessante Anwendungen in der Heizungstechnik. Das zugehörige Forschungsprojekt GERDI wird durch das BMWi gefördert.


Global Excellence Award 2020 der Energy and Environment Foundation für Dr. Andreas Hauer

Global Excellence Award 2020 der Energy and Environment Foundation für Dr. Andreas Hauer

17. Dezember 2020

Die indische Energy and Environment Foundation ist eine NGO mit der Zielsetzung, möglichst vielen Menschen nachhaltige Energie verfügbar zu machen. 2020 verlieh sie zum zehnten Mal ihre Global Awards.

Wir freuen uns sehr, dass der diesjährige Global Excellence Award im Bereich der erneuerbaren Energien an unseren Vorstandsvorsitzenden, Dr. Andreas Hauer, ging. Die Entscheidung wurde durch ein vierköpfigen Fachjury getroffen. Die Verleihung im Rahmen des, ebenfalls durch die Energy and Environment Foundation organisierten, World Renewable Energy Technology Congress, fand virtuell statt.


COVID-19 Impfstoff Transport, va-Q-tainer USx, open and closed door

Entwicklung von Kältespeichermaterialien für den trockeneisfreien Transport von COVID-19-Impfstoffen

11. Dezember 2020

Wie können Impfstoffe gegen COVID-19 während Transport und Lagerung energieeffizient auf konstante -70 °C bis -60 °C gekühlt werden? Im Forschungsprojekt coCO2vac entwickelt die va-Q-tec AG zusammen mit dem ZAE Bayern Kältespeichermaterialien für Kühlakkus, die in speziellen Transportboxen zur unterbrechungs- und stromfreien Einhaltung der Kühlkette eingesetzt werden können.

Aktuelle Impfstoffe gegen COVID-19 benötigen eine Lagertemperatur von etwa -70 °C bis -60 °C. Da sie in großer Menge weltweit verteilt werden müssen, ist die Einhaltung dieser Temperaturgrenzen für die Logistik eine große Herausforderung. Eine Temperierung mit Trockeneis ist aus Sicherheits- und Umweltschutzgründen kritisch zu betrachten und nicht nur in Frachtflugzeugen stark reglementiert.

Zur unterbrechungsfreien und energieeffizienteren Einhaltung der Kühlkette könnten stattdessen spezielle Transportbehälter mit Phasenwechselmaterialien (PCM) eingesetzt werden. PCM sind wiederverwendbar und durchlaufen wiederholte Schmelz- und Kristallisationsübergänge, um Kälte zu speichern und wieder abzugeben. Die Regenerierung der Kühlakkus mittels Einfrieren kann mit geeigneten Kältemaschinen deutlich energieeffizienter erfolgen als die Herstellung von Trockeneis.

Im Rahmen des Vorhabens coCO2vac sollen durch die va-Q-tec AG und das ZAE Bayern PCM für den Temperaturbereich von -70 °C bis -60 °C entwickelt werden. Dieses Forschungsziel erfordert die Untersuchung potenziell nutzbarer PCM im Labormaßstab, anwendungsnahe Tests der Materialien in Kühlakkus sowie Versuche zur PCM-Herstellung im Technikums-Maßstab.


SARS-CoV-2 - CDC/ Alissa Eckert, MS; Dan Higgins, MAM / Public domain

Angewandte Energieforschung zur Stärkung des Energiesystems gegenüber den Auswirkungen der Corona-Krise

August 2020

Stellungnahme des Bereichs Energiespeicherung in Garching

In Zeiten der Corona-Krise haben sich die Mitarbeiter*innen des Bereichs Energiespeicherung des ZAE Bayern Gedanken gemacht, was Forschung und Entwicklung im Energiebereich zu einer nachhaltigen Verbesserung unserer Lebensumstände, auch über die aktuelle Krise hinaus, beitragen können.

Uns ist bewusst, dass Wissenschaft dazu tendiert, sich thematisch von aktuellen Alltagsproblemen zurückzuziehen und "in Ruhe" an Lösungen zu forschen. Aber wir sind auch davon überzeugt, dass gerade jetzt innovative Lösungen von essenzieller Bedeutung sind und besonders gute Chancen auf eine Umsetzung haben.

Im untenstehenden Dokument sind die aktuellen Gedanken des Bereichs Energiespeicherung am ZAE Bayern zu dem Thema näher beleuchtet.

Kontakt Bereichsleitung Energiespeicherung: Dr. Andreas Hauer, andreas.hauer@zae-bayern.de

Stellungnahme
Angewandte Energieforschung zur Stärkung des Energiesystems gegenüber den Auswirkungen der Corona-Krise


PV Magazine, Energy Storage 2020 Highlights

Projekt SolarSplit Finalist bei den Highlights des pv magazine

Februar 2020

Eine sechsköpfige Expertenjury wählte auch dieses Jahr wieder Highlights aus der Energiespeicherbranche für das pv magazine. Und auch dieses Jahr findet sich das ZAE auf der Liste. Das Projekt SolarSplit schaffte den Sprung unter die Finalisten.

Die Integration eines PCM-Latentwärmespeichers in ein elektrisch betriebenes Kühlsystem sollte sowohl dessen Effizienz bei der Entladung des Speichers als auch die Anpassungsfähigkeit an volatile Stromquellen verbessern. Das System sollte netzdienlicher werden, indem der Speicher Spitzen in der Netzeinspeisung reduzierte. Da das Speichermaterial über einen Wärmetauscher in direktem Kontakt mit dem Kältemittelkreislauf stand, wurde die Effizienz des Kühlsystems dabei nicht verringert.

Verschiedene Regelungsstrategien wurden erprobt und bewertet, ein detaillierter Vergleich mit dem Betrieb des Systems ohne Speicher durchgeführt. Außerdem erlaubte ein eigens entwickeltes Messgerät die Überwachung des Ladezustands anhand des Dichteunterschieds zwischen geschmolzenem und festem Speichermaterial.

Das Ergebnis: Im Vergleich zum Betrieb ohne Speicher waren – je nach Höhe der Kühllast – Leistungssteigerungen zwischen 9 und 28 Prozent möglich. Der Eigenverbrauch an PV-Strom erhöhte sich um 5 bis 8 Prozent. Das konnte die Jury überzeugen.


Energy Storage Logo, IEA

Das ZAE Bayern übernimmt das Office-Management des IEA ES TCP

Nachdem es sich gegen vier Mitbewerber durchsetzen konnte, stellt das ZAE Bayern seit dem 1. Juli 2019 das Sekretariat des IEA ES TCP. Es überzeugte durch sein starkes Team, das dieses Amt nun wahrnimmt.

Das Technical Collaboration Programme der International Energy Agency unterstützt 38 unabhängige, internationale Expertengruppen in ihrer Arbeit. Diese ermöglichen Regierungen und Industrien weltweit, ein breites Spektrum an Programmen und Projekten zu Energietechnologien und verwandten Themen zu verfolgen.

Das TCP zum Thema Energiespeicher (ES TCP) verfolgt das Ziel, die Erforschung, Entwicklung, Umsetzung und Integration von Energiespeichertechnologien zu erleichtern. Speichertechnologien sind ein zentraler Bestandteil energieeffizienter und nachhaltiger Energiesysteme. Mit ihrer Hilfe kann eine Effizienzoptimierung erreicht und so eine zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien ermöglicht werden.

Da Energiespeicherung ein Querschnittsthema ist, das Expertenwissen aus vielen Fachbereichen heranzieht, fördert das ES TCP den Gewinn übergreifender Erkenntnisse, die Ausnutzung von Synergien und die interdisziplinäre Koordination von Arbeitsplänen und Forschungszielen. So kann mit gemeinsamer Anstrengung das Ziel einer erneuerten Energieversorgung verfolgt werden.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.iea-eces.org


ZAE Bayern, PCMWorkshop Gruppenfoto

Workshop zu Phase-Change-Materials in Garching

Garching, 20. März 2019

40 Teilnehmer erschienen am 20.03.2019 im Garchinger ZAE, um über Phasenwechselmaterialien zu lernen, berichten und diskutieren.

Die Gäste, allesamt vom Fach und in der Entwicklung oder Herstellung von PCM oder ihrer Anwendung in Wärmespeichern tätig, bekamen einen Einblick in die Ausführung und Ergebnisse des Projektes „properPCM“ präsentiert.

In Vorträgen und einer Ausstellung von Laborexponaten wurde gezeigt, wie am ZAE neue Phasenwechselmaterialien entwickelt und evaluiert wurden. Von der grundlegenden Motivation über die theoretische Suche nach nutzbaren Salzhydraten bis zur experimentellen Verifikation und Langzeitprüfung wurde auf alle Details eingegangen.

Außerdem hatten die Gastvortragenden, Sebastian Pinnau von der TU Dresden und Rebecca Ravotti von der Hochschule Luzern, Interessantes über das Screening eutektischer Gemische und Ester als PCM zu berichten.

Nach einer angeregten Diskussion folgte schlussendlich noch ein Impulsvortrag zur ökologischen Bewertung von PCM von Rafael Horn, Universität Stuttgart. Nach diesem beschränkte sich die verbliebene Aufnahmefähigkeit der Teilnehmer auf Kuchen, einen der schmackhaftesten Energiespeicher, die der menschliche Erfindergeist bisher zu schaffen vermochte.


Kühlschränke im Netz unter den Energy-Storage-Highlights des PV-Magazine

22. Februar 2019

Zur Energy Storage Europe 2019 hat das PV-Magazine eine Jury aus Branchenexperten darum gebeten, neue Energiespeichertechnologien zu bewerten. Das ZAE Bayern erreichte mit seinen netzdienlichen Kühlschränken den sechsten Platz.

Durch Ausstattung der Hälfte aller Kühlgeräte in Deutschland mit thermischen Speichern entstünde eine verschiebbare Last von 1–2 GW. Mit Hilfe dieser könnten das Stromnetz entlastet und Verbrauchsspitzen im Tagesverlauf gemindert werden.

Daher wurde im Bereich Energiespeicherung, auf Basis einer Kühl-/Gefrierkombination des Projektpartners BSH Hausgeräte GmbH, ein Demonstrator entwickelt, der Kälte für bis zu sieben Stunden Betrieb speichern kann. So ließen sich über 95 % seines Energieverbrauchs in Zeiten niedriger Netzbelastung verschieben.

Als Speichermedium kam eine Salz-Wasser-Lösung zum Einsatz, wie man sie auch aus Kühlakkus kennt. Entsprechend lagen die Produktionskosten unter denen eines vergleichbaren Batteriespeichers. Der Energieverbrauch des Demonstrators war, im Vergleich zum Seriengerät, noch erhöht. Dieses Problem soll aber künftig durch bessere Integration des Speichers behoben werden.

Trotz Kinderkrankheiten hat sich das System also als funktional und zielführend erwiesen. In ein Smart Grid eingebunden, bieten die Kühlschränke eine hervorragende Möglichkeit der Lastverschiebung ohne Nachteile für den Nutzer. Davon war auch die Jury des PV-Magazine überzeugt.

Wir freuen uns über die Wahl zum Speicherhighlight und arbeiten daran, diese Technologie auch außerhalb unserer Labore verfügbar zu machen.


ZAE Bayern, PCM-Metro, PCM Kristallisation

Power-Engineering-Studenten zu Besuch in Garching

Garching, 18. Januar 2019

Am 18.01.2019 ließ sich eine Gruppe von Studenten des Studiengangs Power Engineering der TU München im Bereich Energiespeicherung über die dortige Arbeit und mögliche künftige Betätigungsfelder informieren.

Der englischsprachige Masterstudiengang richtet sich an Studenten, die die Energiewende nicht nur abwarten, sondern aktiv mitgestalten wollen. In seinem Rahmen werden Fähigkeiten und Wissen zu allen Aspekten der künftigen Energieversorgung, von Energieeffizienz über erneuerbare Gewinnung bis hin zur Distribution über dezentrale Netze, vermittelt. Unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner ließ sich die Gruppe theoretisch erklären und praktisch demonstrieren, wie sich die spätere Anwendung einer solchen Ausbildung gestaltet.