Das DLR auf der E-world 2025
- DLR gibt auf der Messe „E-world“ einen Einblick in aktuelle Projekte seiner Energieforschung.
- Die E-world findet vom 11. bis 13. Februar 2025 in Essen statt.
- Mit dabei sind Exponate zu den Themen Hochtemperatur-Wärmepumpen, Power-to-Heat-Technologien für Industrieprozesse sowie Test neuer Komponenten und Betriebskonzepte für Verteilernetze.
- Außerdem zeigt das DLR, wie der Sanierungsstand von Gebäuden mit einem Multi-Sensorsystem einfach erfasst werden kann.
- Schwerpunkte: Energie, Wasserstoff, Wärmespeicher, Dekarbonisierung, Industrieprozesse
Auf der „E-world energy & water“ in Essen stellt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) neuartige Technologien und Lösungen für den Energie- und Industriesektor vor. Die internationale Fachmesse für die Energiebranche bringt Akteure aus Industrie, Forschung, Verwaltung und Politik zusammen. Vom 11. bis 13. Februar 2025 bekommen Besuchende am DLR-Stand (Halle 5, Standnummer 5A107) einen Einblick in die Forschung zu Hochtemperatur-Wärmepumpen und Power-to-Heat-Technologien. Beide können Industrieprozesse effizient, zuverlässig und klimaverträglich mit Wärme versorgen – und so die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen verringern. Weitere Exponate zeigen die Kompetenz des DLR, das Verhalten und die Stabilität neuer Komponenten und Betriebskonzepte direkt in Verteilnetzen zu untersuchen. Am DLR-Stand ist zudem ein Multi-Sensor-System ausgestellt. Mit ihm lassen sich Gebäude schnell, automatisiert und aus einem fahrenden Auto heraus auf ihren energetischen Sanierungsbedarf untersuchen.
Heute die Komponenten und Betriebskonzepte für das Stromnetz von morgen testen
Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind steht nicht immer konstant zur Verfügung, wenn er gebraucht wird. Gleichzeitig nutzen immer mehr und dezentrale Akteure – wie Elektroautos, Wärmepumpen oder Blockheiz-Kraftwerke – das Stromnetz. Teilweise speisen sie auch Energie dorthin zurück. Die Stromnetze angesichts dieser steigenden Anforderungen stabil zu halten, stellt Netzbetreiber vor komplexe Aufgaben. Um diese zu lösen, benötigt es neue Komponenten und innovative Betriebskonzepte. Auf der E-world zeigt das DLR, wie es im Labor „DLR_NESTEC“ diese Komponenten und Betriebssoftware in einer realistischen Umgebung testet und analysiert: Reale Netzteilnehmer – zum Beispiel Ladesäulen oder Wärmepumpen – lassen sich über eine Datenleitung in die Testumgebung integrieren. Die DLR-Forschenden können den Zustand und die Betriebsführung des Netzes verfolgen und untersuchen. Komponenten und Betriebsweisen lassen sich so unter nachstellbaren Bedingungen effizient und zuverlässig testen. Das passiert in einer abgeschlossenen Testumgebung, so dass die Versorgungssicherheit von anderen Netzteilnehmern nicht gefährdet wird.
Hochtemperatur-Wärmepumpe: klimaverträgliche Wärme für Industrieprozesse
Auf der E-world stellt das DLR auch seine Forschung zu Hochtemperatur-Wärmepumpen vor. Sie können Wärme für Industrieprozesse bis zu 300 Grad Celsius effizient und zuverlässig aus elektrischer Energie zur Verfügung stellen. Dieses Temperaturniveau reicht für viele Branchen – wie die Lebensmittel-, Papier- und Chemieindustrie – aus. Gemeinsam mit der produzierenden Industrie zeigt das DLR in Pilotprojekten, dass diese Technologie in der Praxis funktioniert, und arbeitet an ihrer Skalierung. Darunter versteht man das Anpassen und Auslegen von Hochtemperatur-Wärmepumpen für unterschiedliche Einsatzbereiche, Temperaturen und Leistungen. Ein Exponat stellt die Funktionsweise einer solchen Wärmepumpe anhand ihrer wesentlichen Komponenten dar: Dazu gehören vor allem Turbomaschinen und Wärmeübertrager. Die vorgestellte Hochtemperatur-Wärmepumpe arbeitet nach dem Brayton-Prozess und nutzt als Arbeitsmedien Luft.
Power-to-Heat-Technologien für die industrielle Transformation
Viele energieintensive Prozesse in der Industrie nutzen Erdgas, um Wärme oder Dampf zu erzeugen. Das DLR entwickelt neuartige Lösungen, um diese Industrieprozesse unabhängig von fossilen Rohstoffen zu machen. Diese Umstellung ist ein zentraler Schritt der industriellen Transformation. Power-to-Heat-Technologien in Kombination mit Wärmespeichern spielen dabei eine wichtige Rolle: Sie nutzen Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind. Daraus machen sie klimaverträglich, zuverlässig und flexibel Prozesswärme und Prozessdampf. Das DLR entwickelt hierfür Lösungen, die auch sehr hohe Temperaturen ermöglichen. Eine Schlüsselkomponente ist ein spezielles elektrisches Hochtemperatur-Heizsystem. Es kann Temperaturen bis 1.200 Grad Celsius erreichen und so gasförmige Wärmemedien erhitzen. Seine Kernelemente bestehen aus induktiv erwärmter, elektrisch leitfähiger Keramik mit großen Oberflächen für die Wärmeübertragung im Megawattbereich. Diese Technologie bietet eine bis zu viermal höhere Leistungsdichte als Heizelemente aus Metall. Dieser Ansatz hat das Potenzial, mit Erdgas befeuerte Brenner in der Chemie-, Zement, Keramik- und Metallindustrie kostengünstig zu ersetzen. Die DLR-Ausgründung „philectrify“ tritt an, dieses elektrische Hochtemperatur-Heizsystem auf den Markt zu bringen und ist ebenfalls am Stand auf der E-world vertreten.
Aus dem vorbeifahrenden Auto: Multi-Sensorsystem erfasst Sanierungsstand von Gebäuden
Die energetische Sanierung von Bestandsgebäuden ist eine Mammutaufgabe – für Kommunen wie für Besitzerinnen und Besitzer von Immobilien. Das DLR hat deshalb eine neuartige Lösung entwickelt, die vor allem die Kompetenzen des DLR im Bereich der Sensorsysteme nutzt: Ein kompaktes Messsystem kombiniert eine Infrarot-Kamera mit laserbasierten Sensoren (LiDAR) und einer eigens entwickelten Software. Die Software bewertet anhand der Messergebnisse und frei verfügbarer Geodaten, ob eine Gebäudehülle bereits saniert wurde. Zudem lokalisiert sie Schwachstellen in der Fassade von Gebäuden. Das Multi-Sensorsystem ist Fahrzeug-gestützt. Es kann Gebäude aus einem vorbeifahrenden Auto vermessen. So können die DLR-Forschenden eine schnelle und kostengünstige erste Einschätzung geben, welche Sanierungsmaßnahmen sich lohnen und welche Möglichkeiten es gibt, durch sie Energie zu sparen. Auf der E-world zeigt das DLR ein erstes Modell dieses Systems, um den Sanierungsstand großflächig zu erkennen.