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Thermische Systeme mit Phasenwechsel

Das Fachgebiet Thermische Systeme mit Phasenwechsel befasst sich mit der Erforschung und Entwicklung von Energiewandlungs- und thermischen Energiespeicherprozessen für Anwendungen in der industriellen Prozesstechnik und Kraftwerkstechnik. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung von Hochleistungs-Phasenwechselspeichern im Temperaturbereich von 150°C bis 450°C.

Schwerpunkte der Entwicklungsarbeiten bilden die generelle Regelbarkeit sowie die Entkopplung der thermischen Be- und Entladeleistung von der Kapazität und dem Beladezustand von Phasenwechselspeichern, um diese für einen breiten Markt zu qualifizieren.
Weitere Schwerpunkte grundlegender Forschungsarbeiten sind Speicher und Systeme zur näherungsweise isentropen Strom-Wärme-Strom Energiespeicherung - sogenannte Carnot Batterien. Dabei werden standortunabhängige Lösungen auf Basis von rechts- und linksgängigen Kreisprozessen mit Phasenwechsel verfolgt.

Forschungsthemen:

• Entwicklung von Wärmeleitstrukturen und aktiven Wärmeübertragern für Phasenwechselspeicher
• Entwicklung und Materialanalyse der thermo-physikalischen Stoffeigenschaften von Phasenwechselmaterialien
• Numerische Simulation von Konvektionsvorgängen beim Phasenwechsel sowie Entwicklung von Phasenwechselspeichermodellen mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad
• Speicherintegration und Systemtechnik
• Modellierung, Entwicklung und Erprobung von Power-to-Heat- und Power-to-Heat-to-Power-Prozessen für Energiespeicher- und Energiemanagementsysteme
• Planung, Bau und Betrieb von Speicherprototypen und der dazugehörigen Versuchsinfrastruktur