06.07.2015, 10:01 Uhr

Fraunhofer ISE weiht neuen Speicher- und Wärme-Forschungsstandort ein

Freiburg - Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE aus Freiburg behandelt seit über 30 Jahren zentrale Forschungs-Fragen der Energiewende. Systemische Aspekte und die Energiespeicherung zählten neben den solaren Technologien immer schon dazu. Nun hat das Fraunhofer ISE an einem neuen Standort in Freiburg das Zentrum für Speicher- und Wärmetransformationstechnologien offiziell eingeweiht.

In dem neuen Forschungs-Standort des Fraunhofer ISE sollen die Untersuchungen zu Energiespeichertechnologien sowie zu effizienten Verfahren für die Wärme- und Kältebereitstellung gebündelt werden. Dazu wurde auch die Ausstattung deutlich ausgeweitet.

Zentrale Fragestellungen für ein EE-Versorgungssystem behandeln

Der neue Standort umfasst Labor- und Technikumsfläche für die Themen Batteriesysteme für Photovoltaik und Mobilität, Redox-Flow-Batterien, Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, Hochtemperaturspeicher für die Solarthermie sowie Wärmepumpen und Kältemaschinen für den Antrieb mit Strom, Gas oder Wärme.

ISE-Institutsleiter Prof. Eicke R. Weber erklärte: „Mit diesen deutlich erweiterten Möglichkeiten in der Speicherforschung sowie der Wärme- und Kältebereitstellung tragen wir gleich mehreren zentralen Fragestellungen Rechnung, die von entscheidender Bedeutung sind auf dem Weg hin zu einem Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien.“

Batteriemanagement sowie thermisches Management optimieren, Alterungsprozesse mindern

Oberste Ziele der Aktivitäten am Fraunhofer ISE seien die Optimierung von Schlüsselkomponenten und des Gesamtsystems sowie die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten von Speichersystemen. Die Forschungs- und Entwicklungs-Themen umfassen laut Fraunhofer ISE die zentralen Aufgaben der Batteriesystemtechnik wie beispielsweise das Batteriemanagement sowie das thermische Management. Auch sollen die Alterungsprozesse von Batterien in unterschiedlichsten Anwendungen und für verschiedene Zellchemie, sowohl im Labor als auch mit modernsten Simulationswerkzeugen untersucht werden.

PEM-Elektrolyseure in energiewirtschaftlich relevanter Größe analysieren

Im Bereich der Wasserstoff-Technolgien konzentriert das Fraunhofer ISE seine Aktivitäten auf die elektrochemische Wasserstofferzeugung durch die Membranelektrolyse. Dies sei das zentrale Kernelement für stoffliche Speicher in Kopplung mit erneuerbaren Energien.

Wesentliches Alleinstellungsmerkmale des Fraunhofer ISE am neuen Standort Auerstraße sei die Größe aufgestellten Testanlage zur Prüfung von Zellstapeln für Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyseure bis 4.000 Ampere in energiewirtschaftlich relevanter Größe. Der Aufbau einer Einspeiseanlage zur Zumischung von Wasserstoff ins lokale Gasnetz unterstreiche zudem die Anwendungsnähe der Fraunhofer-Forschung.

Solarthermische Hochtemperaturspeicher für Solarkraftwerke

Das Fraunhofer ISE betreibt Forschung und Entwicklung für solarthermische Speicher sowohl im Niedrig- als auch im Hochtemperaturbereich. Am Standort Auerstraße stehen die Hochtemperaturspeicher für solarthermische Kraftwerke im Mittelpunkt. In solarthermischen Kraftwerken wird die Solarstrahlung mittels großer Spiegelfelder auf Absorber fokussiert. Zum Abführen der entstehenden Wärme werden die Absorber mit einem Wärmeträgermedium, z.B. Thermoöl, Wasser bzw. Dampf, Salzschmelze oder Luft, durchströmt. Mit der Wärme kann dann eine Gas- oder Dampfturbine betrieben und Strom erzeugt werden. Die Integration von Hochtemperaturspeichern in solarthermischen Kraftwerken ermöglicht eine zeitlich bedarfsorientierte Stromerzeugung, auch nachts oder in Stunden mit Bewölkung.

Das Fraunhofer ISE entwickelt, vermisst, bewertet und optimiert Speicherkonzepte, die für sehr hohe Temperaturen ausgelegt sind. Am neuen Standort bestehe auch zum ersten Mal die Möglichkeit, mit Temperaturen bis zu 550°C zu testen und in sogenannten Schneckenwärmeübertragern mit Dampf unter hohen Drücken zu arbeiten. Ein weiteres Anwendungsfeld sind industrielle Prozessdampfanlagen, die ebenfalls Speicher für Temperaturen ab 180°C benötigen.

ISE verzehnfacht Wärmepumpenaktivitäten

Die Bereitstellung von Wärme und Kälte im Gebäudebereich ist ein weitere Forschungsthema am neuen Standort Auerstraße. Dort hat das Fraunhofer ISE die Laborfläche für seine Wärmepumpenaktivitäten verzehnfacht und damit ein „komplett neues Prüf- und Entwicklungszentrum für Wärmepumpen und Kältemaschinen“ installiert. So könne das Institut die Industrie bei der Entwicklung neuer Geräte besonders schnell und umfassend unterstützen, von der Komponentenentwicklung bis zur Systembewertung. Ein besonderes Alleinstellungsmerkmal am neuen Standort sei zudem, dass alle Messeinrichtungen die strengen Sicherheitsauflagen für das Arbeiten mit brennbaren Kältemitteln wie Propan erfülle, um so die Entwicklung neuartiger Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial voranzutreiben.

Quelle: IWR Online

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