Endenergiebedarf in Europa (2006)

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1 Titel Klimawandel kontra Energiewende? Zukunft durch erneuerbare Energien Weiterentwicklung effizienter Wärmespeicher aus Faserverbundwerkstoffen (Heat store made of fiber composite) Dipl.-Ing. Jürgen Bühl Technical University of Ilmenau, Institut of Thermodynamics and Fluid Mechanics Dipl.-Ing. Rolf Förster ED energie.depot GmbH Radeberg 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin

2 Endenergiebedarf in Europa 2006 Endenergiebedarf in Europa (2006) Abb. Endenergiebedarf in Europa (Quelle:EREC 2006) Thermische Energie macht einen wesentlichen Teil des gesamten weltweiten Energiebedarfs aus. Neben dem Gebäudebereich besteht ein beträchtlicher Verbrauch thermischer Energie auch bei industriellen Prozessen und wärmeintensiven Dienstleistungen. Die Energiespeicherung nimmt hierbei eine Schlüsselstellung ein! 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 2

3 An der TU Ilmenau (Institut für Thermo- und Fluiddynamik) werden seit 1995 in Zusammenarbeit mit Industriepartnern Wärmespeicherkonzepte auf der Grundlage des Einsatzes Glasfaserverstärkter Kunststoffe (GFK) entwickelt und umgesetzt. Warum GFK-Material? Die in diesem Zeitraum gemachten Einsatzerfahrungen zeigen, dass GFK die Mehrzahl der geforderten Positiven Eigenschaften zum Einsatz als Wärmespeichermaterial in sich vereint. Die Eignung ist im praktischen Einsatz nachgewiesen. 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 3

4 Die neuartigen Faserverbund(Wärme-)Speicher zeichnen sich durch nachfolgende Eigenschaften aus: 1. Deutlich geringere Wärmeverluste und damit höherer Wirkungsgrad infolge der werkstoff-spezifischen Dämmeigenschaften im Vergleich zu Stahl 2. Nachhaltige Steigerung der (energetischen) Speicherdichte in Verbindung mit einem neuartigen thermischen Be- und Entladesystem 3. Hervorragende Schichtungseigenschaften 4. Die Massereduzierung im Vergleich zu Stahl führt zur Reduzierung des Aufwandes und damit auch der Kosten bei Transport und Montage 5.Preisneutral im Vergleich zu Ausführungen aus Stahl 6.Korrosionssicherheit und Langlebigkeit 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 4

5 Wärmespeicher aus Faserverbund (Beispiel 1) Quaderförmiger Faserverbund-Integralspeicher (QFSI) ARGE: TU Ilmenau, energie-depot Radeberg, Prof. Knauer Schönbrunn, Dr. Wagenknecht Berlin Entwicklungsziele: Optimale Raumausnutzung vorhandener Räume bei der energetischen Gebäudesanierung (Betriebstemperatur: 97 C, drucklos, Speichervolumina: 2 35 m3) Steigerung der Energieeffizienz im Vergleich zu technischen Vergleichsstand Einsatzfelder: Wärmeversorgungssysteme Energetische Gebäudesanierung Nutzung solarthermischer Energie 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 5

6 Wärmespeicher aus Faserverbund (Beispiel 2) Neuentwicklung einer Generation GFK-(Druck)-Wärmespeicher erfolgreich abgeschlossen. ARGE: TU Ilmenau, energie-depot Radeberg, VKA Schönbrunn, Prof. Knauer Schönbrunn, ZS Systemtechnik für Erneuerbare Energien Reinsdorf Speichermedium: Wasser Betriebstemperatur: 95 C Betriebsdruck: 3 bar Speichervolumen: 2 15 m3, Wärmedämmung: Festlegung nach Einsatzbedingungen Abbn. Prototyp eines Druckwärmespeichers im Außengelände und im Wärmespeichertestlabor der TU Ilmenau (Quelle: Foto: J. Bühl Ilmenau 2010) Hersteller / Bezug: VKA Schönbrunn / energie-depot Radeberg 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 6

7 Danksagung (2) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Hinweis: Die diesem Vortrag zugrunde liegenden Vorhaben wurden und werden aktuell mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) über den Projektträger Jülich und der AiF Projekt GmbH Berlin gefördert. Die Autoren danken für die Unterstützung. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren. 3. Solarthermie-Technologiekonferenz, 30./ , NH Hotel Friedrichstraße, Berlin 7