Prozessdampf ist ein wichtiger Energieträger für die Beheizung von industriellen Prozessen, welcher heute hauptsächlich durch die Verbrennung von Erdgas bereitgestellt wird. Eine Möglichkeit der Dekarbonisierung bietet hier die Verwendung von elektrischem Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne zur Wärmeerzeugung. Dieser Prozess wird auch „Power to Heat“ genannt. Durch zusätzliche Verwendung eines thermischen Speichers kann der Wärmebedarf von der Verfügbarkeit des elektrischen Stroms entkoppelt werden.
Rippenrohr-Latentwärmespeicher
Zur flexiblen Dampfbereitstellung wird Wasser unter Druck durch die Rohre gepumpt. Dieses verdampft innerhalb der Rohre, während an der Außenseite der Rippenrohre das Phasenwechselmaterial erstarrt. Für die elektrische Beladung wird das Phasenwechselmaterial mittels elektrischer Heizleiter aufgeschmolzen.
Im BMWK-geförderten Projekt PCM-Grid wird ein elektrischer Dampferzeuger mit Speicherfunktion entwickelt und direkt in den Industrieprozess eines Endkunden integriert. Dieser basiert auf dem gemeinsam vom DLR und KI-Alu entwickelten Konzept der Rippenrohr-Latentwärmespeicher. Dabei wird zum Beladen des Speichers ein geeignetes Phasenwechselmaterial bei hohen Temperaturen durch elektrische Widerstandsheizungen aufgeschmolzen. Während des Entladens erstarrt das Phasenwechelmaterial und Prozessdampf wird einem Industrieprozess zugeführt.
Im Rahmen des 3,5-jährigen Projekts wird somit erstmalig ein elektrisch beladener Latentwärmespeicher zur Prozessdampfbereitstellung in einem industriellen Umfeld integriert und ausgiebig getestet, wodurch die Technologie für die großflächige Verwendung qualifiziert wird. Des Weiteren wird im Rahmen des Projektes ein elektrisch beladener Latentwärmespeicher basierend auf dem Pillow‑Plate Konzept erstmalig für die direkte Dampferzeugung im Labor des DLR aufgebaut und getestet.
PCM-Grid auf einen Blick
Projekt
PCM-Grid
Laufzeit
Januar 2024 - Juni 2027
Aufbau des Speichers
Sommer 2025
Projektkonsortium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Technische Thermodynamik
Viessmann Industriekessel Mittenwalde GmbH
RuLa-BRW GmbH
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V, Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
