Fraunhofer ISE erweitert Forschung und Entwicklung zu Energiespeicher- und Wärmetransformationstechnologien

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat seine Aktivitäten zu Energiespeichertechnologien sowie effizienten Verfahren für die Wärme- und Kältebereitstellung an einem neuen Standort in der Auerstraße in Freiburg gebündelt und seine Ausstattung deutlich ausgeweitet.

Am 02.07.2015 wurde das neue Zentrum für Speicher- und Wärmetransformations-Technologien in Anwesenheit von Vertretern mehrerer Bundesministerien sowie Repräsentanten aus der Industrie und Branchenverbänden offiziell eingeweiht.
„Mit diesen deutlich erweiterten Möglichkeiten in der Speicherforschung sowie der Wärme- und Kältebereitstellung tragen wir gleich mehreren zentralen Fragestellungen Rechnung, die von entscheidender Bedeutung sind auf dem Weg hin zu einem Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien“, so Institutsleiter Prof. Eicke R. Weber.
Neue Labor- und Technikumsflächen gibt es für die Themen Batteriesysteme für Photovoltaik und Mobilität, Redox-Flow-Batterien, Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, Hochtemperaturspeicher für die Solarthermie sowie Wärmepumpen und Kältemaschinen für den Antrieb mit Strom, Gas oder Wärme.

Batteriesysteme für Strom aus Photovoltaik oder Windkraft
Aufgrund ihres modularen Aufbaus und hohen energetischen Wirkungsgrads nehmen Batteriesysteme eine Schlüsselrolle bei der Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaik oder Windkraft ein und können erheblich zur Systemstabilität beitragen.
Mit der fortschreitenden Entwicklung neuer Technologien steigen Energie- und Leistungsdichte der Batterien und somit erschließen sich immer neue Einsatzzwecke wie beispielsweise im Bereich der Elektromobilität. Je nach Anwendung und Einsatzprofil sind die Anforderungen an Batteriesysteme jedoch enorm. Oberste Ziele der Aktivitäten am Fraunhofer ISE sind deshalb die Optimierung von Schlüsselkomponenten und des Gesamtsystems sowie die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten des Speichersystems.
Die FuE-Themen umfassen dabei die zentralen Aufgaben der Batteriesystemtechnik wie beispielsweise das Batteriemanagement sowie das thermische Management und die Untersuchung von Alterungsprozessen von Batterien in unterschiedlichsten Anwendungen und für verschiedene Zellchemie, sowohl im Labor als auch mit modernsten Simulationswerkzeugen.

Solarthermische Hochtemperaturspeicher
Das Fraunhofer ISE betreibt Forschung und Entwicklung für solarthermische Speicher sowohl im Niedrig- als auch im Hochtemperaturbereich. Am Standort Auerstraße stehen die Hochtemperaturspeicher für solarthermische Kraftwerke im Mittelpunkt.
In solarthermischen Kraftwerken wird die Solarstrahlung mittels großer Spiegelfelder auf Absorber fokussiert. Zum Abführen der entstehenden Wärme werden die Absorber mit einem Wärmeträgermedium, z.B. Thermoöl, Wasser/Dampf, Salzschmelze oder Luft, durchströmt. Mit der Wärme kann dann eine Gas- oder Dampfturbine betrieben und Strom erzeugt werden. Die Integration von Hochtemperaturspeichern in solarthermischen Kraftwerken ermöglicht eine zeitlich bedarfsorientierte Stromerzeugung, auch nachts oder in Stunden mit Bewölkung.
Das Fraunhofer ISE entwickelt, vermisst, bewertet und optimiert Speicherkonzepte, die für sehr hohe Temperaturen ausgelegt sind. Am neuen Standort besteht zum ersten Mal die Möglichkeit, mit Temperaturen bis zu 550°C zu testen und in sogenannten Schneckenwärmeübertragern mit Dampf unter hohen Drücken zu arbeiten. Ein weiteres Anwendungsfeld sind industrielle Prozessdampfanlagen, die ebenfalls Speicher für Temperaturen ab 180°C benötigen.

03.07.2015 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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