Eine der innovativsten Ideen Europas: Speicherkapseln heatSel®& heatStixx® steigern die Kapazität von Wärme- und Kältespeichern (FOTO)

Die Axiotherm GmbH stellt mit ihren heatSel®, heatStixx® &
heatStaxx® eine einzigartige Lösung für die thermische
Energiespeicherung in Heiz- und Kühlsystemen auf der diesjährigen
EM-Power (20.-22. Juni 2018 in München) vor. Die heatSel® ist
linsenförmig, tellergroß und ein echter Durchbruch im Bereich der
Wärme- und Kältespeicherung, denn sie steigert die Speicherkapazität
von Wärme- und Kältespeichern um das Drei- bis Vierfache. Um
zukünftig auch bereits bestehende Speichersysteme noch nachträglich
aufrüsten zu können, wurden gemeinsam mit der klara energy systems
GmbH die neuen heatStixx® entwickelt. Diese Ellipsoiden sind nun
zigarrenförmig und können dadurch ganz einfach über die 1 ½ ´´
Standardmuffe in sämtliche Wärme- und Kältespeicher eingebracht
werden, um so z.B. SmartGrid-Tarife zu nutzen oder auch den
Eigenstromverbrauch einer PV-Anlage durch Power-to-Heat zu
optimieren. Mit den flachen heatStaxx® wird auf der EM-Power erstmals
eine Lösung vorgestellt, mit der sich dank der hohen Be- und
Entladeleistungen nun auch erstmals mobile Wärmespeicher
wirtschaftlich betreiben lassen, und so Erzeuger und Verbraucher bis
zu einer Entfernung von 20 km flexibel verknüpft werden können.

Die Technologie

Seit Jahrzehnten wurde versucht, Phase Change Material (PCM) wie
etwa Paraffine oder Salzhydrate in eine anwendungsfreundliche Form zu
überführen. Bislang wurde angenommen, dass die Mikro- und
Makro-Verkapselung von PCM für eine breite Anwendung sowohl technisch
als auch wirtschaftlich ungeeignet sei. Die heatSel® und heatStixx
beweisen jedoch das Gegenteil. Latentspeichersysteme erreichen nur
dann eine sinnvolle Integration in komplexe Systeme, wie eine
technische Gebäudeausrüstung, wenn neben ihrer Kapazität die
Entnahme- und Beladeleistung in einem weiten Bereich regelbar ist und
in einem möglichst definierten Temperaturbereich erfolgen kann. Daher
werden die heatSel® vom Wärmeträgermedium (z.B. Wasser) umströmt,
damit ein optimaler Wärmeübergang vom Wärmeträger zum PCM ermöglicht
wird. Im Futurium – dem „Haus der Zukunft“ in der Nachbarschaft des
Bundesforschungsministeriums sowie führender deutscher
Wissenschaftsorganisationen in Berlin – bildet ein solcher
Latentspeicher einen zentralen Bestandteil des innovativen
Kühlkonzepts. Die zeitlich versetzte Erzeugung von Kälte und deren
Bedarf wird dabei durch fünf Speicher, die jeweils 9.000 Liter
umfassen und mit 9.500 heatSel® bestückt sind, überbrückt.
Gleichzeitig kann auch die momentane Leistung durch den variablen
Massenstrom primär- und sekundärseitig geregelt werden: So ist es
möglich, dem Speicher temporär eine größere Leistung zu entnehmen,
als ihm primärseitig eingespeist wurde. Dazu sind die inneren
Wärmeübertragungsvorgänge von großer Bedeutung. Das Projekt wird
deshalb von Beginn an vom Fachbereich Energie-Gebäude-Umwelt der
Fachhochschule Münster unter Leitung von Professor Bernd Boiting
begleitet, welcher entsprechende Versuchsstände und empirische
Ansätze entwickelt hat, um so letztlich ein einfaches Planungstool
für Anlagenplaner und -bauer zu entwickeln.

Systemlösungen auf der EM-Power

Thermische Speicher auf Basis von PCM sind vergleichsweise
platzsparend und erlauben eine effiziente Be- und Entladung:
Thermische Energien können auf dem Temperaturniveau gespeichert und
abgegeben werden, bei denen die vorgeschalteten Energiewandler
effizient arbeiten und angeschlossene Systeme optimal funktionieren.
Gleichzeitig können sie das Stromnetz entlasten, wenn mit ihrer Hilfe
der Energieverbrauch im Gebäude gesenkt und zeitlich verstetigt wird.
So können Laufzeiten der Energiewandler verschoben oder verlängert
werden, wodurch die Effizienz der Systeme steigt und die Größe der
Energiewandler sinkt. Thermische Speicher sind deshalb auch im
Zusammenhang mit dem „Smart Grid“ interessant, um die Möglichkeit
größerer „virtueller“ Speichereinheiten nutzen zu können. Regenerativ
erzeugter Strom kann einfach über Widerstandsheizungen in Wärme
gewandelt werden – oder effizienter über Kompressionskältemaschinen
wahlweise in Wärme oder Kälte. Blockheizkraftwerke können dank der
großen Speicherkapazität von Latentspeichern netzdienlich
stromgeführt betrieben werden.

Auf der diesjährigen EM-Power werden gemeinsam mit den Partnern
erstmals anschlussfertige Gesamtsysteme vorgestellt. So ist
beispielsweise das PV-Heat-System der Partner klara energy systems
GmbH, Varista GmbH und der Gebrüder Tuxhorn GmbH und Co. KG eine
echte Alternative zu teuren Batteriespeichern: Das Komplettsystem,
bestehend aus Latentspeicher, elektrothermischer Station,
Frischwasserstation und intelligenter Steuerung, ermöglicht die
thermische Speicherung von Photovoltaikstrom zur
Eigenverbrauchsoptimierung. Die Regelung steuert die Leistung der
elektrischen Heizung in Abhängigkeit vom Überschuss aus der
Photovoltaikanlage, um eine Einspeisung zu vermeiden. Durch die
Leistungsmodulation ist es möglich, trotz schwankender
PV-Stromproduktion und variierendem Haushaltstrombedarf den gesamten
PV-Überschuss thermisch zu nutzen. Selbst geringe
Überschussleistungen können in nutzbare Wärme mit konstanter
Temperatur umgewandelt und so die konventionelle fossile Nachtheizung
unterdrücken. Durch die Modularität und Skalierbarkeit des Systems
können auch andere Erzeuger wie Wärmepumpen einfach integriert
werden, wodurch beispielsweise auch öffentliche und gewerbliche
Gebäude sowie Quartiere effizient betrieben werden können.

Pressekontakt:
Egon Schmitz
Axiotherm GmbH
mailbox@axiotherm.de
Tel.-Nr. +49 36691 53118

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