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Thermischer Speicher
BMWi
Latentwärmespeicher mit Superisolation 1.8.2016

Schlauchprofil
© Solvis/Hochschule Mannheim

Sonnenwärme über Wochen speichern

Forscher des Solarherstellers Solvis entwickelten Solarspeicher, die

Sonnenwärme über Wochen speichern. Dazu kombinierten sie ein

patentiertes Latentwärme-Speichermaterial mit Superisolation. Im

Vergleich zu gleich großen konventionellen Wasserspeichern sollen die

Speicher die dreifache Speicherkapazität besitzen und nur ein Zehntel

der Wärmeverlusten aufweisen.

Projektstatus Projekt abgeschlossen
Speichereffekt Phasenwechsel (Latentwärme): Salz
Entwicklungsgegenstand Speichermedium,Speicherkonstruktion, Hilfseinrichtungen
Temperaturtyp Niedertemperatur
Speicherung/Ladung Direkt
Speicherzeit kurz (Stunden bis Tage)
Zyklenzahl 3.000
Ladetemperatur (-bereich) von 35 bis 95 °C
Entladetemperatur (-bereich) von 35 bis 95 °C
Speicherkapazität 140.000 kJ
Energiespeicherdichte 300 MJ/m³
Projektlaufzeit Januar 2013 bis Juni 2016

Als PCM verwenden die Forscher eine sehr preisgünstige eutektische Salz-Wasser-Lösung, die von einem Projektpartner patentiert wurde. Der Wärmetransport innerhalb der PCM-Packung wird durch neuentwickelte Graphitelemente erhöht. Diese sind kunststoffummantelt und halten das Produkt zusammen, wenn im Graphit Brüchen aufgrund der Volumenarbeit des PCM auftreten.

Ein besonders preisgünstig herzustellendes, gestütztes Vakuumsystem mit integrierten Infrarotreflektoren verringert die Wärmeverluste um Faktor 10 gegenüber derzeitigen Wärmeisolatoren. Das neue Konzept soll eine Nachrüstung bestehender Speicher ermöglichen.

  • Latenthalbschale an Solvis Max © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Auffanggefäß PCM © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Latentkissen © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Gesamtspeicher © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Schmelzverlauf Variationen © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Konstruktion Testelement © Solvis/Hochschule Mannheim
  • Schlauchprofil © Solvis/Hochschule Mannheim

Die mit internen Wärmeleitern versehen PCM sollen an der Mantelfläche des Wasserspeichers angebracht werden. Durch das außen zusätzlich angebrachte Volumen erhöht sich die Wärme-Speicherkapazität um bis zu Faktor 4 gegenüber dem Basis-Wasserspeicher. Weitere PCM-Elemente werden im Inneren der Behälter angebracht. Spezielle evakuierte Isolatoren vermindern die Wärmeverluste. Die neuartige Superisolation soll gegenüber herkömmlichen Isolatoren um Faktor 5 bessere Isolationswirkung aufweisen.

Mit der neuen Technologie können Schichtenpuffer oder Kombispeicher zur solar unterstützten Trinkwasser- und Heizwärmebereitstellung effizienter werden. Das verwendete PCM-Material ist auf über 3.000 Lastzyklen getestet und erweist sich als dauerstabil. Mit Kosten von ca. 500€/t ist es z.B. 20 mal preiswerter als Paraffine. Das Gesamtsystem wird nach Abschluss der Entwicklung in Verbindung mit der Produktlinie Solvis-Max vermarktet. Die Entwickler erwarten Herstellungskosten in einer Höhe, dass im Privatkundengeschäft rund 10.000 Einheiten pro Jahr verkauft werden können.

Teilvorhaben

  • Erstellung Simulationsmodell, Wärmefluss im PCM
  • Berechnungsmodell Vakuum-Isolator
  • Laborstand: Untersuchung des Compound Materials
  • Herstellung Halbschalen für Anbau an Solvis Speichern
  • Grundlagenuntersuchung, Vakuum Isolation
  • Entwicklung des Vakuumsensors
  • Entwicklung PCM-VIP Kombinationsmodul
Gefördert durch die Bundesregierung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Termine

21. September 2017
Elektromobilität im ÖPNV

25. September 2017
EU PVSEC 2017

26. September 2017
Batterien für Bordnetze, Hybrid- und Elektrofahrzeuge

» Alle Termine

Infobox

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.