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Thermischer Speicher
BMWi
Smart Grid 13.7.2016

Übersicht Arbeitsplan und Aufgaben
© BSH Hausgeräte GmbH

Haushaltsgeräte speichern Wärme

Wenn Haushaltsgeräte wie Kühlschränke, Waschmaschinen oder Geschirrspüler Wärme zwischenspeichern, benötigen sie weniger Energie und können ihren Stromverbrauch teilweise in lastarme Zeiten verlegen. Ein Hausgerätehersteller entwickelt gemeinsam mit Projektpartnern aus Industrie und Forschung Konzepte für solche Produkte. Latentwärmespeicher spielen dabei eine zentrale Rolle.

Projektstatus Projekt beendet
Speichereffekt Phasenwechsel (Latentwärme)
Entwicklungsgegenstand Speichermedium, Speicherkonstruktion (speziell abgestimmt zur Integration in Haushaltsgeräte), Be-/Entladeeinrichtungen (Wärmetauscher)
Temperaturtyp Kälte und Niedertemperatur je nach Anwendung
Speicherung/Ladung Direkt
Speicherzeit kurz (Stunden bis Tage)
Zyklenzahl > 5500
Ladetemperatur (-bereich) je Anwendung: -10 bis +85 °C
Entladetemperatur (-bereich) je Anwendung: -10 bis +85 °C
Speicherkapazität ≥ 150kJ
Energiespeicherdichte 200 kJ/m³
Projektlaufzeit Juli 2013 bis Juni 2016

Entwicklungsziele sind die Energieverbrauchsreduzierung und die Vergrößerung von Lastverschiebungspotenzialen von Haushaltsgeräten. Dazu entwickeln die Forscher spezielle polymergebundene PCM-Speichermaterialien, charakterisiere sie und fertigen Gerätekomponenten aus diesen Materialien. Die Speichermaterialien sollen in Wäschetrockner, Geschirrspüler und Kühlgeräte integriert und die Geräteprozesse an einen Betrieb mit Wärmespeichern angepasst werden.

  • nachfrageseitige Lastoptimierung © BSH Hausgeräte GmbH
  • Übersicht Arbeitsplan und Aufgaben © BSH Hausgeräte GmbH

Die Materialentwicklung und Optimierung erfolgt beim Projektpartner TITK. Das ILK Dresden entwicklet in enger Kooperation mit den einzelnen BSH-Produktbereichen Wärmespeicherkomponenten, testet sie und integriert sie in Haushaltgeräte. Zu den Arbeitsaufgaben des ILK Dresden zählen dabei sowohl die Auslegung der Bauteile, deren thermische und mechanische Charakterisierung, Zyklen- und Lebensdauertests als auch Arbeiten bei der konkreten Integration der wärmespeichernden Komponenten in die Geräte und bei der Anpassung der Prozessschritte in den Haushaltsgeräten.

Haushaltsgeräte kompensieren Lastspitzen

Der Bedarf von positiver und auch negativer Regelleistung durch die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energieträger wird weiter ansteigen. Auch dezentraler Speicher direkt bei Verbrauchern können einen Beitrag leisten, Angebot und Nachfrage zu synchronisieren.

Wenn aus Strom Wärme oder Kälte erzeugt wird, können thermische Energiespeicher als indirekte Stromspeicher eingesetzt werden. Haushaltsgeräte wie Kühlschränke, Wäschetrockner und Geschirrspüler gehören zu den größten Energieverbrauchern in privaten Haushalten und bieten insbesondere aufgrund ihrer hohen Marktdurchdringung eine große Chance zur thermischen Energiespeicherung. Durch einen thermischen Speicher wird der gegebene Kälte- und Wärmebedarf der Geräte zu einer zeitlich verschiebbaren Last im Stromnetz, die im Rahmen dieses Projektes nutzbar gemacht wird. Das Lastverschiebungspotenzial ist bei Haushaltsgeräten mit heutigem Stand der Technik auf ca. 60 Minuten begrenzt. Mit neuen thermischen Speichermaterialien, die in die Geräte integriert werden, lässt sich die Verschiebungsdauer signifikant verlängern.

Teilvorhaben

  • TITK: Materialentwicklung und Optimierung
  • ILK Dresden: Entwicklung von Wärmespeicherkomponenten
  • BSH: Speicherverfahren und Funktionsmuster

Arbeitsplan

Der Arbeitsplan gliedert sich wie folgt:

  1. Konzepterstellung für Produktideen
    07/2013 - 07/2014
  2. Anwenderspezifische Materialentwicklungcharakterisierung und Selektion 08/2013 - 06/2015
  3. Verfahrensentwicklung für die PCM Produktion
    08/2013 - 12/2015
  4. Komponenten- und Funktionsmusterentwicklung
    11/2013 - 12/2015
  5. Tests und Demonstration und Projektabschluss
    10/2014 - 05/2016

Meilensteine befinden sich jeweils am Ende der Arbeitspakete.

Gefördert durch die Bundesregierung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Termine

22. August 2017
Intersolar South America

12. September 2017
Energiespeicher & Energieeffizienz 2017

21. September 2017
Elektromobilität im ÖPNV

» Alle Termine

Infobox

Forschungsförderung

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