Im Forschungsprojekt MoWiE entsteht ein modularer Latentwärmespeicher, der überschüssige Wärme in der Industrie nutzbar macht.
MoWiE • Modularer Wärmespeicher für die Industrie
Im Verbundvorhaben "Modulare Wärmespeichersysteme für den industriellen Einsatz" (MoWiE) entwickeln das DLR-Institut für Technische Thermodynamik, das DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse, SIK Peitz, Progroup und Knauf Interfer Aluminium ein robustes und effizientes Latentwärmespeichermodul für die Industrie. Es wird in einem Waste-to-Energy-Kraftwerk von Progroup in Eisenhüttenstadt charakterisiert und betrieben.
Wärmespeicherung während des Herstellungsprozesses
Bild: 1/3, Credit:
SIK Peitz GmbH
Wärmespeicherung während der Fertigung, Fertigstellung der Außenwände
Bild: 2/3, Credit:
SIK Peitz GmbH
Druckbehälterprüfung der Wärmetauscherkomponenten des thermischen Energiespeichers
Bild: 3/3, Credit:
SIK Peitz GmbH
Warum ein Wärmespeicher?
Entsteht in einem Industrieprozess mehr Dampf, als gerade benötigt wird, etwa bei Produktionsschwankungen, kann diese Energie gespeichert und später genutzt werden. Der Latentwärmespeicher setzt Energie so effizienter ein und reduziert Emissionen und Abhängigkeiten von Rohstoffen.
Schematische Darstellung der Integration des thermischen Energiespeichers in das Kraftwerk
Bild: 1/3, Credit:
SIK Peitz GmbH
Rippenrohrregister des thermischen Energiespeichers
Bild: 2/3, Credit:
Progroup AG/Raphael Smandzich
Wärmespeicherung während der Montage und Fertigstellung des Herstellungsprozesses
Fertigung: Bei SIK Peitz ist die Fertigung des Wärmespeichers in vollem Gange, die Montage läuft planmäßig. Im Inneren werden insgesamt 1.080 Rippenrohren auf ca. 6 m Höhe verbaut.
Pilotanlage: Die gesamte Anlage wurde von der ersten Projektidee über die Risikobewertung bis zu umfangreichen Simulationen entwickelt und auf die Anforderungen im Kraftwerk ausgelegt.
Nächste Schritte
Als Nächstes wird der Speicher mit einer Leistung von ca. 12 MW und Kapazität von ca. 2 MWh am Kraftwerk errichtet und mit dem vorbereiteten Fundament verbunden. Die Verbindung von den Systemkomponenten, Wärmedämmung und die kalte Inbetriebnahme vom Speichersystem sollen bis Ende des Jahres im laufenden Kraftwerk erfolgen. Kritische Anbindungsarbeiten fanden bereits während der erfolgten Kraftwerksrevision statt.
Einbindung eines Wärmetauscherregisters in den thermischen Energiespeicher
SIK Latentwärmespeicher
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SIK Latentwärmespeicher
Einbindung eines Wärmetauscherregisters in den thermischen Energiespeicher
Credit:
SIK Peitz GmbH
Ziel und Ergebnis des Projekts
Ziel ist die Entwicklung eines modularen Hochtemperatur-Latentwärmespeichers mit Fokus auf Skalierbarkeit zur flexiblen Anpassung an verschiedene Industrieprozesse sowie dessen Bau und Integration in einem bestehenden Produktionsprozess. Die Umsetzung erfolgt in vier Phasen: Zuerst wird der vorliegende Produktionsprozess von Progroup analysiert und seitens DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse simulativ abgebildet sowie validiert. Darauf aufbauend wird ein Speichermodul vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik vorausgelegt und seitens SIK im Detail ausgelegt, zusätzlich werden möglichst realitätsnahe Ersatzmodelle des PCM-Speichers entwickelt die wiederum geeignet in die virtuelle Systemsimulation integriert werden. Anschließend wird das Demo-Modul seitens SIK gebaut und im Prozess von Progroup eingebunden sowie getestet. Knauf Interfer Aluminium als assoziierter Partner konzeptioniert und stellt die darin integrierten wärmeübertragenden Rippenrohre. Schließlich ermöglichen die Ergebnisse aus dem Realbetrieb (und den Speichersimulationsstudien) einerseits Rückschlüsse auf die Leistungsstabilität des Systems und andererseits auf die Anpassung an ein multi-modulares Speichersystem.
Das Ergebnis des Projekts ist eine kosten- und energieeffiziente Bauweise neuartiger Speichermodule sowie eine simulationsbasierte Methodik zur optimalen Prozessintegration.
MoWiE auf einen Blick
Projekt
Modulare Wärmespeichersysteme für den industriellen Einsatz (MoWiE)
