Labor Sorptionsprozesse

Ziel des durch BMBF/BMWi geförderten Projekts ist die Untersuchung der Integration von Quartieren als Bestandteil des Strommarktes am Fallbeispiel des Rüsdorfer Kamp in der Region Heide mit 20.000 Einwohnern. Außerdem wird die Rolle von Quartieren in der Energiewende analysiert und versucht, in diesem Reallabor einen Anteil von 100% an erneuerbaren Energien bei der Versorgung des Quartiers mit Strom und Wärme zu erreichen. Hierzu wird das deutsche Energiesystem inklusive aller vier Energiesektoren modelliert. Gleichzeitig findet die Entwicklung eines zellulären und effizienten Strom- sowie Wärmeerzeugungs- und ‑versorgungskonzeptes nach dem Subsidiaritätsprinzip statt. Dabei sollen sowohl zentrale als auch dezentrale regenerative Energiequellen berücksichtigt werden, welche durch eine intelligente Steuerung auf Quartiersebene das regionale Stromnetz entlasten.

• Projektlaufzeit: 10/2017 – 05/2022
• Projektvolumen: 1,44 Mio. € (für OTHR), gesamtes Fördervolumen: 24,29 Mio. €
• Projektpartner: insgesamt 23 (Hochschulen, Forschungsinstitute, Unternehmen, kommunale Einrichtungen)

Die OTH ist bei diesem Projekt an verschiedenen Aufgaben beteiligt. Es soll zum einen ein neuartiges, thermochemisches Energiespeichersystem auf Basis eines Eisen-Wasserdampf-Prozesses entwickelt werden, der bei der Quartiersversorgung mit Strom und Wasser zum Einsatz kommen soll. Das langfristige Ziel dieses Energiespeichers ist der Einsatz im Schienen- oder Transportverkehr.

Mit Hilfe von überschüssigem Strom soll Wasser durch Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden. Der Sauerstoff wird in einem Tank gespeichert, der Wasserstoff in einem Eisen-Redox-Speicher. Während der Entladephase soll Wasser in den Speicher fließen, um das Eisengranulat zu Eisenoxid zu oxidieren, wodurch wiederum Wasserstoff entsteht. Eine weitere Aufgabe ist die Entwicklung eines Brennverfahrens für die Verbrennung von H₂/H₂O/O₂-Mischungen in einem Verbrennungsmotor. Zudem ist das Ziel, ein Simulationsmodell der gesamten Anlage aufzubauen. Das Labor Sorptionsprozesse bearbeitet im QUARREE100 die grundlegende Entwicklung des Eisen-Redox-Speichers. Dies beinhaltet u.a. die experimentelle und theoretische Untersuchung der Reaktionskinetik bei den Lade- und Entladeprozessen im kleinen Maßstab. Daraus werden Simulationsmodelle entwickelt, mit denen die Aufskalierung des Redox-Speichers sowie die Anbindung dieses Speichers in unterschiedlichen Energiesystemen optimal gestaltet wird. 

Weiter Informationen und die Projektpartner sind hier der Website des Projektes zu entnehmen.

Zweck des EU-HORIZON-2020-geförderten Projekts ist die Entwicklung und Validierung eines neuartigen Heizsystems basierend auf einem innovativen multi-modularen saisonalen Adsorptionswärmespeicher. Dies wird erlauben, die hauptsächlich im Sommer vorhandene Solarenergie zu speichern und dann im Winter zu nutzen, um in diesem Zeitraum einen großen Anteil des Heiz- und Warmwasserbedarfs zu decken. Dafür soll u.a. ein neuartiges „Selektives-Wasser-Sorptionsmaterial“ (SWS) entwickelt, erprobt und optimiert werden. Dieses Sorptionsmaterial soll eine hohe Energiespeicherdichte besitzen, um das Volumen des Wärmespeichers merklich zu senken und die thermischen „sensiblen“ Verluste vernachlässigbar zu machen.

• Projektlaufzeit: 06/2018 – 05/2022
• Projektvolumen: 500.00 € (für OTHR), gesamtes Fördervolumen: 5 Mio. €
• Projektpartner: insgesamt 16, (Hochschulen, Forschungsinstitute, Unternehmen)

Das zu Grunde liegende Prinzip des Wärmespeichers ist folgendes: Im Sommer wird die Sonnenenergie durch ein Solarkollektorfeld in Wärme umgewandelt. Durch Nutzung dieser Solarwärme wird aus dem Sorptionsmaterial Wasser desorbiert. Dabei wird der Wärmespeicher geladen, wodurch es möglich ist die Wärme für mehrere Monate zu speichern und die Sommer-Winter-Periode zu überbrücken. In den kälteren Wintermonaten hingegen wird der Speicher entladen, d.h. der Wasserdampf wird adsorbiert, wobei dann die sog. „Adsoptionsenergie“ freigesetzt wird und für Heizzwecke genutzt werden kann. Zudem kann auch im Sommer der Großteil des Warmwasserbedarfs mit Solarenergie gedeckt werden. Das Ziel ist, in Zentral- und Nordeuropa einen Solaranteil beim Warmwasser von 60%, in Südeuropa sogar einen Anteil von 80% zu erhalten. Im Zuge des Projekts soll das System experimentell und numerisch ausgelegt und untersucht werden. Auch wird in Deutschland und Schweden ein mobiles Testhaus aufgebaut, in dem das SWS-Heating System getestet wird.

Weitere Informationen zu diesem Projekt sowie die beteiligten Projektpartner findet man auf der offiziellen Website (Link).