Grafik Wärmespeicher

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Wärmespeicher ©DLR

Wärmespeicher

Pluspunkte für thermische Energiespeicher

  • Bei solarthermischen Kraftwerken können durch Wärmespeicher die Verfügbarkeit erhöht und Stromgestehungskosten deutlich gesenkt werden. Fossile Kraftwerke können mittels Wärmespeichern flexibilisiert werden.
  • Bei industriellen Prozessen kann durch thermische Speichersysteme das Lastmanagement optimiert werden, so dass der spezifische Energieverbrauch gesenkt und die Energienutzungseffizienz gesteigert wird. Speichergestützte Power-to-Heat-Konzepte werden zunehmend eine wichtige Rolle in der Bereitstellung von Prozesswärme auch im höheren Temperaturbereich spielen.
  • Große Wärmespeicher erlauben die Pufferung von Überangeboten im Netz durch „Power to Heat“.
  • Wärmespeicher sind für den Ausbau von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen wesentlich, da sie deren Strom- und Wärme- und Kälteerzeugung entkoppeln und somit die Integration der KWK-Anlagen in das Energiesystem vereinfachen.
  • Mit großen saisonalen Wärmespeichern kann in Deutschland etwa die Hälfte des Gesamtwärmebedarfs von größeren Gebäudeeinheiten solar gedeckt werden.
  • Teilsaisonale Speicher für Ein- und Mehrfamilienhäuser ermöglichen die Erhöhung des solarthermischen Deckungsanteils an der Wärmebereitstellung auf über 50% bis zu 100%. Hierzu sind kurzfristig die Wasserspeicher und mittelfristig PCM- und thermochemische Speicher weiter zu entwickeln. Kältespeicher spielen auch zur energieeffizienten Kühlung von Gebäuden eine wesentliche Rolle, da die Kälteerzeugung in Zeiten geringer Netzauslastung oder bei günstigeren Außentemperaturen erfolgen kann.
  • Auch die ohnehin vorhandene thermische Masse von Gebäuden kann durch gezielte Aktivierung technisch unaufwändig und kostengünstig als thermischer Speicher genutzt werden

Forschungs- und Entwicklungsbedarf für Wärmespeicher

Künftige Wärmespeichertechnologien brauchen höhere Leistungsdichten und niedrigere Investitionskosten. Es besteht Forschungs- und Entwicklungsbedarf in Bezug auf Speichermedien, Speichertechnologien und Systemintegration:

  • Entwicklung neuer Materialien mit höherer Funktionalität zur Kostenreduzierung (z.B. neue Phasenwechsel- und Sorptionsmaterialien mit geringen Speicherverlusten und höheren Energiedichten)
  • Entwicklung spezifischer thermochemischer Systeme für hohe Speicherdichten und die Realisierung einer Wärmetransformation
  • verbesserte und neue Speichermaterialien im Bereich hoher Temperaturen für solarthermische Kraftwerke und die bessere Nutzung industrieller Prozesswärme
  • Gezielte Entwicklung von Simulationsmethoden für maßgeschneiderte Materialien, effiziente Speicher- und Prozessauslegung sowie Ermittlung von Umweltwirkungen
  • Zyklenbeständigkeit und Leistungsbereitstellung bei den gewünschten Temperaturniveaus sind zu verbessern.
  • Entwicklung verbesserter und hoch effizienter Techniken zur Wärmeein- und -auskopplung für die Realisierung des übergeordneten Ziels einer wirtschaftlichen Speichertechnik
  • Demonstration von Hochtemperaturspeichern für die industrielle Prozesstechnik und die Kraftwerkstechnik als notwendiger Schritt zur kommerziellen Nutzung in diesem Bereich
  • Standardisierung von Komponenten und Systemen kann zur Kostensenkung beitragen. Die korrekte Berücksichtigung von Speichern in Standards und Normen (z.B. Gebäuderichtlinien) ist für eine breitere Nutzung von Speichern notwendig.
  • Die Integration von thermischen Speichern muss unter Berücksichtigung der Prozessanforderungen bewertet und optimiert werden, damit sie die Effizienz von Energiesystemen steigern.

Aktuelle Materialien

Hier sehen Sie einzelne Artikel zum Thema „Thermische Energiespeicher“. Eine komplette Übersicht über alle Publikationen finden Sie im Publikationsbereich.

Artikel aus "Forschungspolitische Papiere des FVEE"

FVEE-Positionspapier: Erneuerbare Energien im Wärmesektor – Aufgaben, Empfehlungen und Perspektiven

Thermische Energiespeicher

Mit diesem Positionspapier möchte der FVEE einen Beitrag leisten zu einer fundierten Diskussion über adäquate Politikinstrumente für die Wärmewende. Es…

IWES et al.: Roadmap Speicher

Thermische Energiespeicher

Speicherbedarf für erneuerbare Energien Speicheralternativen Speicheranreiz Überwindung rechtlicher Hemmnisse Bestimmung des Speicherbedarfs in Deutschland im europäischen Kontext und Ableitung von…

Artikel aus "Themenhefte"

Thermische Energiespeicher für Elektrizitätserzeugung und industrielle Anwendungen

Thermische Energiespeicher

Der Stromsektor als Rückgrat der zukünftigen Energieversorgung

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Themen 2019: Energy Research for Future – Forschung für die Herausforderungen der Energiewende

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Die schleppende Umsetzung der Energiewende verursacht eine deutliche Klimaschutzlücke, so dass der Handlungsdruck für die Entwicklung und den Aufbau eines…

Smarte Gebäude im Energiesystem

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Effizienter Stromeinsatz zur Bereitstellung geothermischer Wärme

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Artikel aus "Programmbroschüren"

Energiespeicher: elektrische, thermische und chemische Speicher sowie Speicherung im geologischen Untergrund

Thermische Energiespeicher

     

Forschungsziele 2019

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Diese Broschüre informiert über die Forschungsthemen im FVEE zu: Energiebereitstellung Systemkomponenten Energienutzung Energiesystemgestaltung Außerdem finden Sie hier die Ziele des…

Artikel aus "Vortragsfolien"

Hochtemperatur-Wärmespeicher – der Schlüssel zu erneuerbarer und bedarfsgerechter Industriewärme (Vandersickel – DLR)

Thermische Energiespeicher

Wärmepumpen – Aktuelle Entwicklungen und Lösungen für den Gebäudebestand (Bongs – ISE)

Thermische Energiespeicher

Die Rolle thermischer Speicher im zukünftigen Energiesystem (Tafelmeier – ZAE)

Thermische Energiespeicher

1.1 Wärmewende in der Forschungsinitiative Energiewendebauen. Überblick über aktuelle Forschungsvorhaben von FVEE-Mitgliedern (Bur / Noll – IZES)

Thermische Energiespeicher
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Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V.
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Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V.
Magdalene-Schoch-Straße 3, 97074 Würzburg
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